1.3　函數及用法

定義和使用函數的目的是提升Python代碼的可維護性和可重用性。在本節中，我們除了介紹定義和調用函數的常規方法，還講解定義和調用Python函數時的諸多注意事項。

1.3.1　定義和調用函數

在Python程序中，函數（function）也叫方法（method），在其中可以封裝實現某種功能的代碼。在之前的范例程序中，我們已經介紹過調用Python內置函數的方式，比如調用print（）函數實現輸出功能。除了可以調用Python自帶的函數外，在Python程序中還可以定義（即創建）自己的函數。比如，如果要在Python程序中多次執行累加和的操作，就可以定義一個函數，在其中封裝通用性的累加代碼，然后在需要時調用這個函數。以下的FuncDemo.py范例程序演示了函數的定義和調用。

本范例程序的第1行到第7行的代碼中，我們可以看到定義Python函數的示例。在定義Python函數時，需要像第1行語句那樣，通過def關鍵字定義名為calSum的函數，該函數攜帶一個名為maxNum的參數，請注意def語句也需要以冒號結尾。

第2行到第7行以縮進的方式定義了該函數的主體代碼，其中以while循環實現累加和，最后需要通過第7行的return關鍵字返回該函數的運行結果。

定義完該函數后，第8行和第9行的代碼通過兩次調用該calSum函數，實現了計算從1到100和從1到50的累加和。從該范例程序可知，通過定義和調用函數，在編程過程中能有效避免編寫重復性的代碼。

請注意，由于在定義函數參數時，無法指定參數的類型，因此在調用函數時要確保傳入的參數類型和定義時的類型一致。比如，該范例程序中第1行定義的calSum函數，它的maxNum參數是整型數據，因為在該函數中是以整型的方式使用該參數。如果調用時傳入的是浮點型數據，雖然結果有些怪，但不會出現語法問題，假如像第11行那樣傳入字符串類型的參數，那么在調用函數時就會出現異常。

1.3.2　return關鍵字

在定義和調用函數的場景中，如果僅在函數體內部修改參數值，而不用return返回該參數，那么在調用之后就無法得到更新后的數值，甚至會得到None而出現錯誤。在下面的FuncBadUsage.py范例程序中，可以看到因不用return語句而導致的錯誤結果。

本范例程序的第1行代碼中，用def關鍵字定義了名為addSaraly的函數，它有個名為currentNum的參數。在函數體中的第2行，執行了給currentNum變量加1000的運算。在這種情況下，在第4行調用addSaraly函數時，打印的結果是None，這是因為addSaraly函數沒有通過return語句返回結果。此時如果刪除第3行的注釋前導符“#”，就可以用return把currentNum的結果值返回調用該函數的程序段，那么在第4行調用addSaraly函數時，就能看到預期的結果，即6000。

1.3.3　遞歸調用函數

如果在一個函數內部調用該函數本身，這種做法叫函數的遞歸調用。下面的FactorialDemo.py范例程序以階乘為例來演示函數的遞歸調用。

本范例程序的第1行到第4行的factorial函數里，給出了以遞歸調用實現階乘的功能。具體做法是，在第2行判斷num是否為1，如果是則返回1，否則在第4行遞歸調用factorial（num - 1）。

第5行調用factorial函數的參數是3，那么根據定義，會遞歸調用3* factorial（2），而factorial（2）則會遞歸調用2* factorial（1），由于factorial（1）有明確的返回值1，遞歸結束，隨后向上推導factorial（2）等于2，而3* factorial（2）等于6，由此得到最終結果。

在函數中引入遞歸可以提升代碼的可讀性，不過在實現遞歸時務必注意兩點：

●　第一，在函數里一定需要明確定義遞歸的結束條件，比如在上述范例程序中，通過第2行和第3行代碼的定義，當num等于1時，遞歸調用結束，返回1。如果沒有結束條件，那就會出現無限遞歸的情況。

●　第二，計算機操作系統支持的遞歸層數是有限的，如果遞歸層數過多，就會出現異常，從而中止程序的運行。

為了避免因遞歸導致的異常，不少項目組會在使用函數時禁用遞歸，或者定義一個比較小的閾值，比如只有當明確知道遞歸層數小于5，才能使用遞歸。在禁用遞歸的場景里，一般可以通過循環來實現相同的功能，比如下面的FactorialDemo 1.py范例程序通過循環實現了階乘。