定义函数
最后更新于：2022-04-01 01:12:57
在Python中，定义一个函数要使用`def`语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号`:`，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用`return`语句返回。
我们以自定义一个求绝对值的`my_abs`函数为例：
~~~
def my_abs(x):
if x >= 0:
return x
else:
return -x
~~~
请自行测试并调用`my_abs`看看返回结果是否正确。
请注意，函数体内部的语句在执行时，一旦执行到`return`时，函数就执行完毕，并将结果返回。因此，函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。
如果没有`return`语句，函数执行完毕后也会返回结果，只是结果为`None`。
`return None`可以简写为`return`。
## 空函数
如果想定义一个什么事也不做的空函数，可以用`pass`语句：
~~~
def nop():
pass
~~~
`pass`语句什么都不做，那有什么用？实际上`pass`可以用来作为占位符，比如现在还没想好怎么写函数的代码，就可以先放一个`pass`，让代码能运行起来。
`pass`还可以用在其他语句里，比如：
~~~
if age >= 18:
pass
~~~
缺少了`pass`，代码运行就会有语法错误。
## 参数检查
调用函数时，如果参数个数不对，Python解释器会自动检查出来，并抛出`TypeError`：
~~~
>>> my_abs(1, 2)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: my_abs() takes 1 positional argument but 2 were given
~~~
但是如果参数类型不对，Python解释器就无法帮我们检查。试试`my_abs`和内置函数`abs`的差别：
~~~
>>> my_abs('A')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 2, in my_abs
TypeError: unorderable types: str() >= int()
>>> abs('A')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: bad operand type for abs(): 'str'
~~~
当传入了不恰当的参数时，内置函数`abs`会检查出参数错误，而我们定义的`my_abs`没有参数检查，会导致`if`语句出错，出错信息和`abs`不一样。所以，这个函数定义不够完善。
让我们修改一下`my_abs`的定义，对参数类型做检查，只允许整数和浮点数类型的参数。数据类型检查可以用内置函数`isinstance()`实现：
~~~
def my_abs(x):
if not isinstance(x, (int, float)):
raise TypeError('bad operand type')
if x >= 0:
return x
else:
return -x
~~~
添加了参数检查后，如果传入错误的参数类型，函数就可以抛出一个错误：
~~~
>>> my_abs('A')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 3, in my_abs
TypeError: bad operand type
~~~
错误和异常处理将在后续讲到。
## 返回多个值
函数可以返回多个值吗？答案是肯定的。
比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点，给出坐标、位移和角度，就可以计算出新的新的坐标：
~~~
import math
def move(x, y, step, angle=0):
nx = x + step * math.cos(angle)
ny = y - step * math.sin(angle)
return nx, ny
~~~
`import math`语句表示导入`math`包，并允许后续代码引用`math`包里的`sin`、`cos`等函数。
然后，我们就可以同时获得返回值：
~~~
>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(x, y)
151.96152422706632 70.0
~~~
但其实这只是一种假象，Python函数返回的仍然是单一值：
~~~
>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(r)
(151.96152422706632, 70.0)
~~~
原来返回值是一个tuple！但是，在语法上，返回一个tuple可以省略括号，而多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值，所以，Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple，但写起来更方便。
## 小结
定义函数时，需要确定函数名和参数个数；
如果有必要，可以先对参数的数据类型做检查；
函数体内部可以用`return`随时返回函数结果；
函数执行完毕也没有`return`语句时，自动`return None`。
函数可以同时返回多个值，但其实就是一个tuple。
## 练习
请定义一个函数`quadratic(a, b, c)`，接收3个参数，返回一元二次方程：
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ax2 + bx + c = 0
~~~
的两个解。
提示：计算平方根可以调用`math.sqrt()`函数：
~~~
>>> import math
>>> math.sqrt(2)
1.4142135623730951
~~~
~~~
# -*- coding: utf-8 -*-
import math
def quadratic(a, b, c):
pass
# 测试:
print(quadratic(2, 3, 1)) # => (-0.5, -1.0)
print(quadratic(1, 3, -4)) # => (1.0, -4.0)
~~~
## 参考源码
[def_func.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/function/def_func.py)