1.3　函数及用法

定义和使用函数的目的是提升Python代码的可维护性和可重用性。在本节中，我们除了介绍定义和调用函数的常规方法，还讲解定义和调用Python函数时的诸多注意事项。

1.3.1　定义和调用函数

在Python程序中，函数（function）也叫方法（method），在其中可以封装实现某种功能的代码。在之前的范例程序中，我们已经介绍过调用Python内置函数的方式，比如调用print（）函数实现输出功能。除了可以调用Python自带的函数外，在Python程序中还可以定义（即创建）自己的函数。比如，如果要在Python程序中多次执行累加和的操作，就可以定义一个函数，在其中封装通用性的累加代码，然后在需要时调用这个函数。以下的FuncDemo.py范例程序演示了函数的定义和调用。

本范例程序的第1行到第7行的代码中，我们可以看到定义Python函数的示例。在定义Python函数时，需要像第1行语句那样，通过def关键字定义名为calSum的函数，该函数携带一个名为maxNum的参数，请注意def语句也需要以冒号结尾。

第2行到第7行以缩进的方式定义了该函数的主体代码，其中以while循环实现累加和，最后需要通过第7行的return关键字返回该函数的运行结果。

定义完该函数后，第8行和第9行的代码通过两次调用该calSum函数，实现了计算从1到100和从1到50的累加和。从该范例程序可知，通过定义和调用函数，在编程过程中能有效避免编写重复性的代码。

请注意，由于在定义函数参数时，无法指定参数的类型，因此在调用函数时要确保传入的参数类型和定义时的类型一致。比如，该范例程序中第1行定义的calSum函数，它的maxNum参数是整型数据，因为在该函数中是以整型的方式使用该参数。如果调用时传入的是浮点型数据，虽然结果有些怪，但不会出现语法问题，假如像第11行那样传入字符串类型的参数，那么在调用函数时就会出现异常。

1.3.2　return关键字

在定义和调用函数的场景中，如果仅在函数体内部修改参数值，而不用return返回该参数，那么在调用之后就无法得到更新后的数值，甚至会得到None而出现错误。在下面的FuncBadUsage.py范例程序中，可以看到因不用return语句而导致的错误结果。

本范例程序的第1行代码中，用def关键字定义了名为addSaraly的函数，它有个名为currentNum的参数。在函数体中的第2行，执行了给currentNum变量加1000的运算。在这种情况下，在第4行调用addSaraly函数时，打印的结果是None，这是因为addSaraly函数没有通过return语句返回结果。此时如果删除第3行的注释前导符“#”，就可以用return把currentNum的结果值返回调用该函数的程序段，那么在第4行调用addSaraly函数时，就能看到预期的结果，即6000。

1.3.3　递归调用函数

如果在一个函数内部调用该函数本身，这种做法叫函数的递归调用。下面的FactorialDemo.py范例程序以阶乘为例来演示函数的递归调用。

本范例程序的第1行到第4行的factorial函数里，给出了以递归调用实现阶乘的功能。具体做法是，在第2行判断num是否为1，如果是则返回1，否则在第4行递归调用factorial（num - 1）。

第5行调用factorial函数的参数是3，那么根据定义，会递归调用3* factorial（2），而factorial（2）则会递归调用2* factorial（1），由于factorial（1）有明确的返回值1，递归结束，随后向上推导factorial（2）等于2，而3* factorial（2）等于6，由此得到最终结果。

在函数中引入递归可以提升代码的可读性，不过在实现递归时务必注意两点：

●　第一，在函数里一定需要明确定义递归的结束条件，比如在上述范例程序中，通过第2行和第3行代码的定义，当num等于1时，递归调用结束，返回1。如果没有结束条件，那就会出现无限递归的情况。

●　第二，计算机操作系统支持的递归层数是有限的，如果递归层数过多，就会出现异常，从而中止程序的运行。

为了避免因递归导致的异常，不少项目组会在使用函数时禁用递归，或者定义一个比较小的阈值，比如只有当明确知道递归层数小于5，才能使用递归。在禁用递归的场景里，一般可以通过循环来实现相同的功能，比如下面的FactorialDemo 1.py范例程序通过循环实现了阶乘。