4.6. 定义函数

我们可以创建一个输出任意范围内 Fibonacci 数列的函数:

  1. >>> def fib(n):    # write Fibonacci series up to n
  2. ...     """Print a Fibonacci series up to n."""
  3. ...     a, b = 0, 1
  4. ...     while a < n:
  5. ...         print(a, end=' ')
  6. ...         a, b = b, a+b
  7. ...     print()
  8. ...
  9. >>> # Now call the function we just defined:
  10. ... fib(2000)
  11. 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597

关键字 def 引入一个函数 定义。它必须后跟函数名称和带括号的形式参数列表。构成函数体的语句从下一行开始，并且必须缩进。

函数体的第一个语句可以（可选的）是字符串文字；这个字符串文字是函数的文档字符串或 docstring 。（有关文档字符串的更多信息，请参阅 文档字符串 部分）有些工具使用文档字符串自动生成在线或印刷文档，或者让用户以交互式的形式浏览代码；在你编写的代码中包含文档字符串是一种很好的做法，所以要养成习惯。

函数的 执行 会引入一个用于函数局部变量的新符号表。 更确切地说，函数中所有的变量赋值都将存储在局部符号表中；而变量引用会首先在局部符号表中查找，然后是外层函数的局部符号表，最后是内置名称表。 因此，全局变量和外层函数的变量不能在函数内部直接赋值（除非是在 global 语句中定义的全局变量，或者是在 nonlocal 语句中定义的外层函数的变量），尽管它们可以被引用。

在函数被调用时，实际参数（实参）会被引入被调用函数的本地符号表中；因此，实参是通过 按值调用 传递的（其中 值 始终是对象 引用 而不是对象的值）。1 当一个函数调用另外一个函数时，将会为该调用创建一个新的本地符号表。

函数定义会把函数名引入当前的符号表中。函数名称的值具有解释器将其识别为用户定义函数的类型。这个值可以分配给另一个名称，该名称也可以作为一个函数使用。这用作一般的重命名机制:

  1. >>> fib
  2. <function fib at 10042ed0>
  3. >>> f = fib
  4. >>> f(100)
  5. 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89

如果你学过其他语言，你可能会认为 fib 不是函数而是一个过程，因为它并不返回值。事实上，即使没有 return 语句的函数也会返回一个值，尽管它是一个相当无聊的值。这个值称为 None （它是内置名称）。一般来说解释器不会打印出单独的返回值 None ，如果你真想看到它，你可以使用 print()

  1. >>> fib(0)
  2. >>> print(fib(0))
  3. None

写一个返回斐波那契数列的列表，而不是打印出来的函数，非常简单:

  1. >>> def fib2(n):  # return Fibonacci series up to n
  2. ...     """Return a list containing the Fibonacci series up to n."""
  3. ...     result = []
  4. ...     a, b = 0, 1
  5. ...     while a < n:
  6. ...         result.append(a)    # see below
  7. ...         a, b = b, a+b
  8. ...     return result
  9. ...
  10. >>> f100 = fib2(100)    # call it
  11. >>> f100                # write the result
  12. [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]

此示例中，像往常一样，演示了一些新的 Python 功能:

  • return 语句会从函数内部返回一个值。 不带表达式参数的 return 会返回 None。 函数执行完毕退出也会返回 None。

  • result.append(a) 语句调用了列表对象 result 的 方法 。方法是“属于”一个对象的函数，它被命名为 obj.methodname ，其中 obj 是某个对象（也可能是一个表达式）， methodname 是由对象类型中定义的方法的名称。不同的类型可以定义不同的方法。不同类型的方法可以有相同的名称而不会引起歧义。（可以使用 类 定义自己的对象类型和方法，请参阅 类 ）示例中的方法 append() 是为列表对象定义的；它会在列表的最后添加一个新的元素。在这个示例中它相当于 result = result + [a] ，但更高效。