1、函数

相比于C++，python中写一个函数需要一个关键字def。其主要结构如下：

            
              def 函数名(函数参数):
"""函数文档，docstring"""
    函数体
    return
            
          

如果一个函数是一个类的一部分，它就称为一个方法。

注意函数没有类型信息，无论是函数参数还是返回值，都不需要类型信息，当然为了便于阅读，可以使用函数注解。

函数注解是py3新增的一项功能，类似注释，它们只负责提高程序的可读性，而不会对程序功能做出任何改变。

推荐python代码为了可读性，遵循PEP8的规范。以下是一个例程：

            
              def search4vowels(word):
    """Display any vowels found in an asked-for word."""
    vowels=set('aeiou')
    found=vowels.intersection(set(word))
    for vowel in found:
        print(vowel)
            
          

效果如下：

可以看得出来，犯了很多愚蠢的错误。首先，最重要的是，虽然没有为函数的参数指定类型，但函数参数必须有类型，像我第一次那样，参数直接是chy是肯定不行的，单独的chy会被编译器认为是一个变量而不是一个字符串；另外，第二次没有输入参数，会报缺少参数的错误，第三次直接把函数名打错了，最后一次，加了单引号，得到正确结果。

在python中，每一个对象都有一个与之关联的真值，表示这个对象为True或者False。如果该对象计算为0、值为None、是一个空串或一个空的数据结构，那么就是False，否则是True。使用函数bool来计算对象的真值。严格来说，所有的非空数据结构都计算为True。

默认来说，函数使用return关键字来返回值，只能返回一个值，若想返回多个值，就需要使用数据结构，这和C++中类似。

将上面的函数改为返回word中的元音，如下：

            
              def search4vowels(word):
    """Display any vowels found in an asked-for word."""
    vowels=set('aeiou')
    return vowels.intersection(set(word))

            
          

效果如下：

注意，当word中不含元音时，应该返回一个空集合。由于集合使用{}包围，那么空集合应该返回{}。但是返回的是set()。这是因为，{}没法区分是空集合还是空字典，因此用{}表示空字典，用set()表示空集合。

上述代码加入注解后的效果如下：

            
              def search4vowels(word:str)->set:
    """Display any vowels found in an asked-for word."""
    vowels=set('aeiou')
    return vowels.intersection(set(word))
            
          

在运行时，加不加注解没有任何区别，只有在使用help时有区别：

help会把注解显示，还会把docstring也显示。

接下来，定义一个更泛用的函数，用于找到两个字符串中所有相同字符的集合，代码如下：

            
              def search4vowels(phrase:str)->set:
    """Display any vowels found in a supplied phrase."""
    vowels=set('aeiou')
    return vowels.intersection(set(word))


def search4letters(phrase:str,letters:str)->set:
    """Return a aet of the 'letters' found in 'phrase'."""
    return set(letters).intersection(set(phrase))
            
          

可以在一个文件中定义多个函数，注意，根据PEP8，两个函数间要空两行。这里的第二个函数search4letters用于实现找到两个字符串的交集。注意，第一个函数是第二个函数在letters=‘aeiou’情况下的特例，因此，如果能够让letters默认为aeiou，那么就可以实现函数二对函数一的完全代替。这样就可以实现函数的可重用。

如何实现呢？很简单，在参数注解的后面加入默认值即可，如下：

            
              def search4letters(phrase:str,letters:str='aeiou')->set:
    """Return a aet of the 'letters' found in 'phrase'."""
    return set(letters).intersection(set(phrase))
            
          

这样，当我们在调用search4letters函数时，若只用了一个参数，那么就默认第二个参数是aeiou；若用了两个参数，那么letters就不再是默认值。默认值与初值不同，不要搞混。默认值只有在def行才能修改。

与C++不同的是，python提供了两种参数赋值方法，位置赋值与关键字赋值。其中，位置赋值的情况下，对函数的调用与C++中相同，即函数f(A,B,C)调用时就是f(1,2,3)，其中A=1，B=2，C=3。然而，关键字赋值的情况下，参数顺序就没用了，调用f可以是f(C=3,A=1,B=2)，即点名某个参数等于多少。这样就不用记住参数顺序了，当然缺点就是要多打一些字。

2、模块

好，既然在1中，我们已经写好了函数，那么，如何实现它的可重用呢？

如果调用函数的代码就在函数文件里，那直接用就好了，但是如果多个文件都要用这个函数，那每个文件里都把这个函数重新写一遍，那就太蠢了。要使用import。

我们已经知道了，import是用来引入模块的，也就是说，已经有了函数，还要把它打包成一个模块，才能在其他文件中调用这个函数。

首先来看import如何引入模块。

使用import A引入一个名为A的模块，编译器会去三个地方找这个叫A的模块：首先在当前工作目录找，然后去解释器的site-package找，最后去标准库位置找。找到了的话，直接引入，没找到就报错。

当前工作目录，这个概念我是在linux中了解到的。在win中，用cmd进入命令行

那么这里的C:\Users\Amarantine就是当前工作目录，可以用cd来换工作目录。

如果我们import的模块不在工作目录中，那就会报错。

因此，要想使用一个模块，可以把它放在我们的当前工作目录里，但是这样太麻烦了。更好的方法是放在site-package里，这里放着的都是第三方的python模块。标准库模块不要想了，那不是我们能染指的。

在py3.4中，引入了一个新的模块，setuptools，使用这个模块可以较为方便的在site-package中加入我们自己的模块，仅需三步：

①、创建一个发布描述

至少需要两个描述文件，一个是setup.py安装文件，一个是README.txt解释文件。这两个文件必须放在和函数源码文件相同的文件夹中。setup文件中的代码几乎是定死的，以发布vsearch这个模块为例，其代码如下：

            
              from setuptools import setup
setup(
    name='vsearch',
    version='1.0',
    description='The Head First Python Search Tools',
    author='Osiris',
    author_email='123456@qq.com',
    url='baidu.com',
    py_modules=['vsearch'],
    )

            
          

重要的参数有两个，一个是name，其值是发布的包的名字；另一个是py_modules，其值是文件夹中所有py文件的列表。注意，这里py_modules即使填写错误，也不会报错。我第一次就是把vsearch打成了vresearch导致安装成功却import失败。很是蛋疼。

txt文件可以为空。

如图，文件夹中有三个文件：

②、生成一个发布文件

这一步要使用命令行来完成。

在当前工作目录移到setup文件所在的文件夹内后，使用命令

            
              py -3 setup.py sdist
            
          

来生成发布文件。发布文件是一个压缩包，保存在工作路径下的一个叫disk的文件夹中。

③、安装发布文件

py3.4包含了一个名为pip的工具，可以用来安装包。将工作目录设置为disk后，按下图输入命令。

可以看出，已经成功安装。

需要验证是否安装成功，只靠上面的显示是不行的。要用import来验证。

如图可以看出，在我把setup文件改好之后，模块真正安装成功了。

注意，site-package实际上是一个文件夹，位于...\python\Lib\site-packages，真正安装好后，会有一个文件夹，名字中带有安装的模块，另外，模块中函数的源码也存在该文件夹中，如下：

如图，可以看见vsearch-1.0-py3.7.egg-info文件夹和vsearch.py文件。

3、函数的按值调用与按引用调用

在学C的时候，我们已经清楚了按值调用和按引用调用的区别，这是一个重要考点。

按值调用不会改变函数参数的值，但按引用调用会改变。

在python中，函数既支持按值调用，又支持按引用调用。也就是说，在某些情况下，函数的行为看起来像按值调用，在另外一些情况下，则是按引用调用。其本质则是因为，python中变量都是对象引用，变量中存储的是值的内存地址，而不是真正的值，从这一点看，所有的变量都是指针。

当变量指向的值是可变的值：列表、字典、集合时，按引用调用来行为；

当变量指向的值是不变的值：字符串、正数、元组时，按值调用来行为。

然而有一点要注意，参见下面两个函数：

            
              #按值调用
def double(arg):
    print('Before: ',arg)
    arg=arg*2
    print('After: ',arg)
#按引用调用
def change(arg)：
    print('Before: ',arg)
    arg.append('More data')
    print('After: ',arg)
            
          

当arg为整数时，调用double函数，参数为a，看上去a会不变，因为a是一个整数，属于不变的值，应按值调用，实际也是这样：

但是当arg为一个列表时，按原来的想法，参数为b，是一个列表，列表属于可变的值，因此b应该翻倍，因为是按引用调用，实际却不是这样：

可以看出，arg的确翻倍了，但是b没有翻倍。

这是python中=的特性决定的。

在python中，=是赋值操作，在赋值时，首先执行=右边的代码，创建一个新的对象，然后将这个新的对象赋给=左边的变量。也就是说，在上面的代码中，是对b的内容进行*2的操作，形成一个新的对象，赋给arg，然而b本身一点变化都没有。因此b不会变化。

其实还有一个好玩的事，前面说过，python中变量都是指针，那么参见下图：

我们将a初始化为一个整数1，b初始化为2，然后观察a和b的地址，它们是不同的；

然后将a加1，现在a=2，按C的理解，应该是140734582055568这个地址中的内容从1变成了2，但实际不是这样，是a指向了b的地址，原因是b=2。这也可以看出，对于不能改变的量，python赋值采用的是改变指向的操作完成的。这也导致了在C中很容易做的数字处理变得麻烦。

4、检查PEP8的兼容性

若想检查代码是否符合PEP8的规范，需要使用pytest框架和pep8插件。同样的，我们使用pip进行安装。

按如下执行代码：

如下图表示安装成功。

接下来按照同样方法安装pep8。

安装成功之后，前往需要检查的代码文件所在的文件夹，此处就是vsearch.py所在的文件夹，执行如下命令：

            
              py.test --pep8 vsearch.py
            
          

效果如下：

可以看出，有五处不合格，三处是代码中间的冒号:后面没有加空格，一处是逗号,后面没有加空格，一处是等号=左右没有加空格。更改。然后再次检查。如下：

右侧的100%和1 passed说明已经没有错误。