(Python)-初學 Class-7 — 函式
(Python)-初學 Class-7 — 函式
利用函式處理單一的特定功能
到目前為止，我們所學習過的 Python 操作和程式撰寫已經足夠我們寫出一個滿足特定功能的小程式。然而，一旦需要做的事情變多，我們的程式就會變得十分冗長，要做相同的事情還要將 同一段 code 重複貼上許多次。
為了避免發生上面的情況，我們需要函式來協助我們進行程式的撰寫。
函式是什麼？
不如我們就先從什麼是函式談起吧！所謂的 function 是一個建構程式時的小區塊，它就像是一台機器，你可以自行指定它的功能，以及所需要的原料（輸入）、產出（輸出）。
舉例來說，自動販賣機就像是一個 function ，他的 input 是硬幣和商品的選擇， output 則是你所選的商品。
既然它是一個機器，就代表在製作出這個 function 的時候，關於這個機器的規格（也就是輸入、輸出和功能）都要被規定好，要使用的時候，也只能依照著這個規定來使用它。
如此一來，在需要用到同一個操作的時候，只需要呼叫這個函式，就可以免去把同樣的程式碼不斷複製貼上的情況。
為什麼要使用函式？
那麼，函式到底有什麼我們非使用不可的理由呢？複製貼上也不過只是 ctrl+c、ctrl+v 兩個組合按鍵那麼簡單的事，假使我們不怕麻煩，函式的使用似乎並不是那麼直觀。
以下我們舉出幾個使用函式的優點：
程式的重複利用性：首先，是我們剛才所強調的，如果我們想要重複地做一件事，將這個功能寫成 function 會較為容易使用，不必擔心會不會在複製貼上時出了什麼差錯等等導致程式碼變 成一團混亂。
程式的易讀性：再者，將功能包裝成一個名稱明確的函式，能夠使其他人在閱讀你的程式碼時，更能理解這一個區段所要進行的操作是什麼，增加易讀性。
程式的易除錯性：寫成函式的好處還有較容易 debug 找出其中的錯誤，當發現程式所跑出的結果不如預期時，只需要檢查定義函式時有無差錯即可，不需要在使用同一個功能的每個段落都檢 查一次是否有邏輯上的問題，或是不小心更動了程式碼的內容。
程式的一致性：當程式的學習到了後來，與其他人一同撰寫一個大型專案是很常遇到的事情，此時如果你將你所寫的這一個功能包裝成一個 function 再傳給別人繼續作業時，就比較不會更 動到這個函式當中的內容，後續進行維護也較為容易。
程式的模組化：模組化是一個在撰寫程式時的概念，如果將寫一個完整的程式視為蓋一棟房子，那麼函式就像是房子的鋼筋、水泥、磚塊這樣的東西。程式是由許多個函式以及其他東西所建 構出來的，而且函式與函式之間的分工十分明確，每一個函式有它自己所負責的東西，並且可以獨立於這個程式來看，這樣的好處便形成了以上幾點優點。
如此一來，對於為什麼要使用函式 function 的理由應該十分充足了。
如何撰寫 Python 函式？
接下來要開始進入重頭戲，該如何寫一個 Python 函式呢？
def 函式名稱(參數): 程式碼
以上即為一個函式的基本架構，十分簡單，包含兩個區塊：
宣告：我們會利用 def 這個關鍵字來定義我們的 function ，包含函式名稱以及這個函式所需的參數。
程式碼內容：我們需要這個函式做什麼，就在這裡寫什麼程式碼。
簡單的舉個例子吧！假如我們今天想要寫一個判斷閏年的函式，那我們的想法可能會是，當我們輸入一個年份，然後針對這個年份進行判斷。
根據維基百科，分辨平閏年的方法為：
1. 公元年分除以4不可整除，為平年。
2. 公元年分除以4可整除但除以100不可整除，為閏年。
3. 公元年分除以100可整除但除以400不可整除，為平年。
也就是說，如果是閏年，那麼這個年份應該會是 400 的倍數，或者是 4 的倍數但卻不是 100 的倍數。
因此，我們可能會寫出如下的程式碼：
Learn 1 :
def check_leap_year(year):
if (year % 400 == 0) or (year % 100 != 0 and year % 4 == 0):
print("閏年")
else:
print("平年")
在寫完我們的函式以後，我們該如何呼叫（call）這個函式呢？假設我們今天的年份來自於輸入，那麼呼叫的方式可能如下：
year = int(input()) check_leap_year(year)
當然，我們在呼叫這個 function 時，並不需要將丟進 function 的變數名稱限制只能使用 year ，也可以是其他名稱，這裡只是暫時使用了相同的名稱。執行結果則是如下：
Learn 2 :
def check_leap_year(year):
if (year % 400 == 0) or (year % 100 != 0 and year % 4 == 0):
print("閏年")
else:
print("平年")
year = int(input()) check_leap_year(year)
2017 平年
需要特別注意的事情是，前面我們提到了， function 的規格（輸入、輸出和功能）是由我們定義的。因此，在執行 function 之前應該要事先思考過這個參數的 data type。
以上面的例子來說，假如你和圖中的程式碼一樣都將 year 這個變數視為整數來進行操作，那麼你在呼叫這個函式時就只能將整數形態的物件當作參數。如果你不小心疏忽了，錯將其他 type 的物件當成參數，那麼程式可能就會出錯。
TypeError: not all arguments converted during string formatting
並未確認 function 參數型態而產生的型別錯誤
除此之外，假如我們需要這個 function 回傳東西給我們使用，還有一個十分重要的部分：回傳值。
我們會使用 return 來回傳我們所需要的回傳值。我們使用和剛才同樣的例子，只是這次我們不讓他直接印出結果，而是回傳給我這個年份 “是不是” 閏年，也就是 True 或 False ：
Learn 3 :
def check_leap_year(year):
if (year % 400 == 0) or (year % 100 != 0 and year % 4 == 0):
return True
else:
return False
year = int(input())
check_leap_year(year)
2019 ‘False’
以上的函式進行呼叫以後，執行結果
我們輸入了 2019 作為判斷的標的，並且將 check_leap_year 這個函式的回傳結果印出，得到結果為 False 。
最後，還需要特別注意的事情是， return 只能回傳單一的值，它可以回傳一個整數 int 、一個浮點數 float 、一個串列 list 、…等等，他可以回傳許多不同型態的物件，但是都只能回 傳一個。
那麼，如果我想要一次回傳多個值呢？如果我們想一次回傳多值，我們可以考慮將這些值包成一個元組 tuple 再將之回傳（關於 tuple 我們會在後面的章節再做介紹）。
Learn 4 :
def check_leap_year(year):
if (year % 400 == 0) or (year % 100 != 0 and year % 4 == 0):
return True, "123"
else:
return False, "456"
year = int(input())
print(check_leap_year(year))
print(type(check_leap_year(year)))
2019 (False, ‘456’) <class ‘tuple’>
一樣使用剛才判斷閏年的例子，我想要在判斷是閏年的時候，同時回傳字串 “123” ，而判斷是平年的時候，與 False 一同回傳 “456” 這個字串。
當我們嘗試輸出這個函式的回傳結果時，則會得到如上的結果
從印出的資料型態，我們可以看得出來此函式的回傳值是一個 tuple ，而且我們也一次得到了我們所需要的幾個值。
假如我們不想要得到一個 tuple 作為回傳值，而是希望兩個值都能個別被 assign 給不同的變數的話，該怎麼做呢？
Learn 5 :
def check_leap_year(year):
if (year % 400 == 0) or (year % 100 != 0 and year % 4 == 0):
return True, "123"
else:
return False, "456"
year = int(input())
is_leap, a = check_leap_year(year)
print(is_leap, type(is_leap))
print(a, type(a))
2019 False <class ‘bool’> 456 <class ‘str’>
我們可以嘗試用兩個變數來 “接住” 函數的回傳值，這樣我們便可以得到兩個分別被 assign 了不同值的變數，也完成了我們想要回傳多個值的目的。
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