Python 100天-從新手到大師學習筆記Day06：函式與模組的使用

• 函式的作用：

要寫出高質量的程式碼首先要解決的就是重複程式碼的問題。對於程式碼來說，我們可以將功能封裝到一個稱之為“函式”的功能模組中，在需要使用的地方，我們只需要“呼叫”這個“函式”就可以了。

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未使用函式,重複程式碼的案例
Version: Day06
Author: SQA yang
這段程式碼計算三個矩形面積時,每次都重複相同的邏輯
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# 計算矩形面積
length1 = 5
width1 = 10
area1 = length1 * width1
print(f"矩形1的面積是 {area1}")

# 計算另一個矩形的面積
length2 = 7
width2 = 3
area2 = length2 * width2
print(f"矩形2的面積是 {area2}")

# 計算第三個矩形的面積
length3 = 9
width3 = 4
area3 = length3 * width3
print(f"矩形3的面積是 {area3}")

未使用函式，重複相同的邏輯的程式碼

• 定義函式：

在Python中可以使用def關鍵字來定義函式，和變數一樣每個函式也有一個響亮的名字，而且命名規則跟變數的命名規則是一致的。函式執行完成後我們可以透過return關鍵字來返回一個值。

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使用函式重購程式碼的案例
消除了重複的程式碼
在這個版本中,calculate_area 函式被引入來避免重複程式碼
這樣可以讓程式更簡潔且易於維護。

Version: Day06
Author: SQA yang
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# 使用函式來計算矩形的面積
def calculate_area(length, width):
return length * width

# 計算並輸出矩形面積
length1, width1 = 5, 10
area1 = calculate_area(length1, width1)
print(f"矩形1的面積是 {area1}")

length2, width2 = 7, 3
area2 = calculate_area(length2, width2)
print(f"矩形2的面積是 {area2}")

length3, width3 = 9, 4
area3 = calculate_area(length3, width3)
print(f"矩形3的面積是 {area3}")

重構後使用函式的版本，消除了重複程式碼

• 函式的引數：

在Python中，函式的引數（即函式的參數）可以有預設值，也支援使用可變引數（接收任意數量的引數）。

簡單來講：

• 函式的預設值：允許我們在定義函式時給參數設置預設值，這樣可以在沒有提供對應參數時使用預設值來執行。
• 可變引數：允許函式接收任意數量的參數，不需要知道具體的參數數量。

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當函式的引數有預設值時,可以選擇不傳入該引數,函式將使用預設值來運行。
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def greet(name="Guest"):
print("Hello, " + name)
# 調用函式時不傳參數，使用預設值
greet()  # 輸出: Hello, Guest
# 調用函式時傳入一個參數，覆蓋預設值
greet("Alice")  # 輸出: Hello, Alice

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在這個例子中,greet 函式的 name 參數有預設值 "Guest"
所以即使不傳入參數,函式也能正常工作。當傳入 "Alice" 時,函式就會使用這個傳入的值。
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函式引數的預設值＆可變引數

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結合預設值與可變引數
Version: Day06
Author: SQA yang
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# 函式 display_info 的第一個參數 name 有預設值 "Guest"
# 而後面的 *args 可以接收多個額外的參數
# 使用 *args 接收任意數量的位置引數。

def display_info(name="Guest", *args):
			print(f"Name: {name}") # f"Name: {name}" 中的f是用來表示格式化字串
			print("Additional Info:", args)

# 調用函式時只提供名字
display_info("Alice")  
# 輸出:
# Name: Alice
# Additional Info: ()

# 調用函式時提供名字和額外信息
display_info("Alice", 25, "Engineer", "New York")  
# 輸出:
# Name: Alice
# Additional Info: (25, 'Engineer', 'New York')

# 調用函式時不提供名字，使用預設值
display_info(25, "Engineer")  
# 輸出:
# Name: 25
# Additional Info: ('Engineer',)

結合函式預設值與可變引數的應用

• 用模組管理函式：

對於任何一種程式語言來說，變數、函式會遇到命名衝突這種尷尬的情況。

Python沒有函式過載的概念，那麼後面的定義會覆蓋之前的定義，也就意味著兩個函式同名函式實際上只有一個是存在的。

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例如這裡定義了兩個函式foo()
那這樣輸出的結果是什麼呢?

Version: Day06
Author: SQA yang
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def foo():
		print('hello, world!')

def foo():
		print('goodbye, world!')

foo()
#會輸出goodbye, world! 因為後面的函式會覆蓋前面

後面的函式定義會覆蓋之前的定義

在專案中，會遇到由多人協作進行團隊開發的狀況。

團隊中可能有多個程式設計師都定義了名為foo的函式，解決命名衝突其實很簡單，Python中每個檔案就代表了一個模組（module）。在使用函式的時候我們透過import關鍵字匯入指定的模組就可以區分到底要使用的是哪個模組中的foo函式。

module1.py

def foo():
    print('hello, world!')

module2.py

def foo():
    print('goodbye, world!')

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使用import匯入指定模組
這邊匯入的有module1.py和module2.py

Version: Day06
Author: SQA yang
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import module1
module1.foo()

import module2
module2.foo()

import module1 as m1
import module2 as m2
m1.foo()
m2.foo()

透過import關鍵字匯入指定的模組

• 變數的作用域：

看看下面這段程式碼，我們希望透過函式呼叫修改全域性變數a的值，但實際上下面的程式碼是做不到的。

def foo():
    a = 200
    print(a)  # 200


if __name__ == '__main__':
    a = 100
    foo()
    print(a)  # 100

做不到呼叫修改全域性變數a的值

在呼叫foo函式後，我們發現a的值仍然是100，這是因為當我們在函式foo中寫a = 200的時候，是重新定義了一個名字為a的區域性變數，它跟全域性作用域的a並不是同一個變數，因為區域性作用域中有了自己的變數a，因此foo函式不再搜尋全域性作用域中的a。修改後的程式碼如下：

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使用global關鍵字
來指示foo函式中的變數a來自於全域性作用域

Version: Day06
Author: SQA yang
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def foo():
		global a
		a = 200
		print(a)  # 200
if __name__ == '__main__':
		a = 100
		foo()
		print(a)  # 200

使用global關鍵字來指示foo函式中的變數a來自於全域性作用域

在實際開發中，我們應該儘量減少對全域性變數的使用，因為全域性變數的作用域和影響過於廣泛，可能會發生意料之外的修改和使用，除此之外全域性變數比區域性變數擁有更長的生命週期，可能導致物件佔用的記憶體長時間無法被垃圾回收（不會釋放出記憶體空間）。

以上為Python100天從新手到大師的Day06學習筆記。