Python零基础快速入门趣味教程004-函数

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什么样的程序员才是优秀的程序员？瓦力博士认为“慵懒”的程序员才是真正优秀的程序员。听起来不合逻辑？真正优秀的程序员知道如何高效地工作，而不是用不止境的加班来完成工作任务。函数便是程序员高效工作的利器之一。

事实上，在前面的教程中，我们已经在使用函数了。例如，我们在每段代码的最后，都会调用 turtle.exitonclick() 函数。exitonclick 函数的作用就是让海龟画完图像之后保持住，不要退出，直到我们点击窗口的时候 (onclick)，才退出 (exit)。我们不需要知道函数 exitonclick 具体是怎样实现的，我们只需要在合适的地方调用它，使用它提供的功能就可以了。使用函数便是程序员高效工作的秘密（之一）。

那么，我们要如何定义自己的函数呢？

Python 中，我们使用 def 关键字来定义函数。请看下面这个例子：

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def line_without_moving():
    turtle.forward(100)
    turtle.backward(100)

跟在关键字 def 之后的是函数名 line_without_moving。后面，我们就可以用 line_without_moving 这个函数名来调用它了。函数名之后，需要有一个冒号，告诉 python 接下来就是函数的具体内容（称为函数体）。

函数的功能就是通过函数体中的语句来实现的。注意到，函数体中的语句 (第2, 3 行) 和 def 所在的行 (第 1 行) 相比，要往右缩进了一些。Python 正是通过缩进来判断哪些语句是属于函数体中的语句（类似前面教程中谈到的，Python 用缩进来判断哪些语句属于循环体）。通常，我们用 4 个空格符来表示一级的缩进。

好了，让我们仔细看看 line_without_moving 的函数体（第 2, 3 行），看看这个函数实现的是什么功能？ turtle.forward(100) 前进 100 个单位距离， turtle.backward(100) 后退 100 个单位的距离，这一进一退，小海龟又回到了原来的位置，这不等于啥也没干吗？No No No！海龟虽然又回到的原来的位置，但它在爬行过程中，会在屏幕上留下痕迹，即画出线条。因此，line_without_moving 这个函数的作用就是让海龟沿着当前方向绘制一条长度为 100 个单位的线条，然后还要回到起始的位置，同时保持龟头的方向不变。

上面的代码，仅仅是定义了函数 line_without_moving。光定义函数是看不到直接的效果的，函数需要被使用（即被调用），函数体中的代码才能被执行，我们才能看到效果。例如，下面的代码，我们在 line_without_moving 函数定义之后，调用了它（第 7, 9, 11, 13 行）。调用方式为函数名之后，跟一个小括号。这样，我们就能看到函数调用之后的效果了。

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import turtle

def line_without_moving():
    turtle.forward(100)
    turtle.backward(100)
line_without_moving()
turtle.right(90)
line_without_moving()
turtle.right(90)
line_without_moving()
turtle.right(90)
line_without_moving()

turtle.exitonclick()

运行上面的代码，我们可以看到一个十字型的图案。

类似循环可以嵌套一样，函数也可以嵌套。上面画十字型的代码，还可以改写成下面的形式。

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import turtle

def line_without_moving():
    turtle.forward(100)
    turtle.backward(100)

def draw_cross():
    line_without_moving()
    turtle.right(90)
    line_without_moving()
    turtle.right(90)
    line_without_moving()
    turtle.right(90)
    line_without_moving()
draw_cross()

turtle.exitonclick()

第 7-14 行，定义了一个新的函数 draw_cross。第 16 行，调用 draw_cross 函数画十字，而 draw_cross 函数内部又调用了 line_without_moving 函数（第 8, 10, 12, 14 行），即函数嵌套函数。

进一步观察，我们发现 8-14 行的代码有许多是重复的。第 8, 9 行的代码，重复了 4 次。结合前面瓦力博士讲的循环，聪明的你是不是已经想到了如何进一步简化代码了呢？下面是瓦力博士给出的参考代码，是不是和你想的一样呢？

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import turtle

def line_without_moving():
    turtle.forward(100)
    turtle.backward(100)

def draw_cross():
    for i in range(4):
        line_without_moving()
        turtle.right(90)

draw_cross()

turtle.exitonclick()

练习

提示

蜂窝是由一系列的正六边形构成的，先编写一个绘制正六边的函数，再通过多次函数调用的方式绘制出多个正六边形
设计正六边形函数的时候，要让海龟在画完正六边形之后，再次回到起始的位置，并保持龟头方向不变，这样方便我们拼接多个正六边形构成蜂窝的图案
在考虑如何用多个正六边形构成蜂窝时，请忽略绘制正六边形的细节（请忘记龟头转了几度，海龟前进了多少距离等细节 ），只需要知道海龟在绘制单个正六边形时的旋转方向（顺时针还是逆时针），并且海龟在绘制正六边形之后，会回到起始的位置，并保持龟头方向不变
在函数调用时忽略函数内部的细节，这事实上就是一种抽象的思维，函数不仅是程序员“偷懒”的工具，更是程序员通过抽象思维，实现复杂逻辑的利器。