###### tags: `Python`

# 函式 def

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#

# def 語法

之前我們已經用過了許多函式，像是 `print()`、`input()` 之類的，但這些函式的功能都是別人已經寫好的，那我們在寫程式的時候肯定會遇到一些重複的事情，如果也能把它變成函式的話不是很方便嗎? 舉個例子，我們現在要幫班上的同學買書，每加一本書就要把現在要購買的書的種類和價錢全部列出來，那我們可以這樣寫：

L = [ ["國文課本", 0], ["英文課本", 0], ["數學課本", 0], ["自然課本", 0], ["社會課本", 0] ]

while True:
    print("現在要幫大家買書，如果你要加購，國文請輸入 1 ，英文請輸入 2 ，數學請輸入 3 ，自然請輸入 4 ，社會請輸入 5，如果沒有要加購了，請輸入 -1")

    n = int(input("> "))

    if(n == 1):
        L[n-1][1] += 1
        print(f"{L[n-1][0]}數量加一")
        print("現在全部訂購數量為：")
        for i in L:
            print(i[0], "：", i[1], "本")

    elif(n == 2):
        L[n-1][1] += 1
        print(f"{L[n-1][0]}數量加一")
        print("現在全部訂購數量為：")
        for i in L:
            print(i[0], "：", i[1], "本")

    elif(n == 3):
        L[n-1][1] += 1
        print(f"{L[n-1][0]}數量加一")
        print("現在全部訂購數量為：")
        for i in L:
            print(i[0], "：", i[1], "本")

    elif(n == 4):
        L[n-1][1] += 1
        print(f"{L[n-1][0]}數量加一")
        print("現在全部訂購數量為：")
        for i in L:
            print(i[0], "：", i[1], "本")

    elif(n == 5):
        L[n-1][1] += 1
        print(f"{L[n-1][0]}數量加一")
        print("現在全部訂購數量為：")
        for i in L:
            print(i[0], "：", i[1], "本")

    elif(n == -1):
        print("現在全部訂購數量為：")
        for i in L:
            print(i[0], "：", i[1], "本")
        print()
        print("謝謝你，即將退出加購系統")
        break

    else:
        print("無效的輸入，請重新輸入")

這邊為了舉例所以把它全部列出來了，我們也可以把 n == 1~5 的判斷句簡化成 `n <= 5 and n > 0` 。

上例中這段程式碼重複出現了好幾次：

L[n-1][1] += 1
print(f"{L[n-1][0]}數量加一")
print("現在全部訂購數量為：")
for i in L:
    print(i[0], "：", i[1], "本")

每一個判斷式裡面的代碼塊基本上都大同小異，但我們卻必須重複的輸入這些程式碼，有沒有什麼方法可以避免呢？ 這時候我們可以自己定義一個函式來解決這個問題，簡化我們的程式：

L = [ ["國文課本", 0], ["英文課本", 0], ["數學課本", 0], ["自然課本", 0], ["社會課本", 0]]

def buying (num):
    if(num <= 5 and num > 0):
        L[num-1][1] += 1
        print(f"{L[num-1][0]}數量加一")
        print("現在全部訂購數量為：")
        for i in L:
            print(i[0], "：", i[1], "本")

    elif(num == -1):
        print("現在全部訂購數量為：")
        for i in L:
            print(i[0], "：", i[1], "本")
        print()
        print("謝謝你，即將退出加購系統")

    else:
        print("無效的輸入，請重新輸入")


while True:
    print("現在要幫大家買書，如果你要加購，國文請輸入 1 ，英文請輸入 2 ，數學請輸入 3 ，自然請輸入 4 ，社會請輸入 5，如果沒有要加購了，請輸入 -1")

    n = int(input("> "))

    if(n != -1):
        buying(n)
    else:
        buying(n)
        break

上例中我們自己定義了一個函式叫做 `buying()` ，而它的功能就是負責統計訂購的數量，因此在我們的 while迴圈 內就只要利用函式`buying()` 就可以完成統計的動作了。

那現在我們來看一下語法吧！首先會有關鍵字 `def` ，`def` 後方要接上函式的名稱，以上例來說就是 `buying` ，名稱的後方要接參數列表，前後用 `()` 包起來，以上例來講就是 `(num)` 這段，如此一來就好像宣告了一個變數一樣，可以供函式使用。

接下來我們看看函式的內容，`num` 是我們會傳入的參數，也就是在while迴圈內的 `n` ，接下來要做的事就跟前面一樣了，利用判斷句來統計訂購的數量。
<br>

那前面的章節有些函式會有回傳值，該怎麼做呢？ 這時候就需要關鍵字 `return` 了，來看看下面這個例子，我們想要傳入小於三個數字，並把他們加起來：

def add(a = 0, b = 0, c = 0):
    return a + b + c

s = add(1,1,1)
print("s = ", s)
print("add(1,1,1) = ", add(1,1,1))
print()

print ("add() = ", add ())
print ("add(1) = ", add ( 1 ))
print ("add(1,2) = " , add ( 1 , 2 ))
print()

#傳遞參數時可以不按照設定的順序進行傳遞
print ("add ( c = 50 , a = 100, b = 200 ) = " ,add ( c = 50 , a = 100, b = 200 ))

可以看見上例中的 `add()` 內多了關鍵字 `return`，`return` 後方會接上一個值或變數，並將它回傳，以上例來說就是回傳 `a+b+c` ，而上例中 `add()` 的參數列表內， a、b、c 的後方都多了 `=0` ，這是什麼意思呢？ 意思是如果沒有傳入這個參數，我們就將它預設為指定的東西，也就是預設值，以上例來說就是 0 。 另外，如果我們知道參數的名稱，也可以不按照設定的順序傳入參數，就像是上例的最後一行那樣。

# 可變參數

上面那個加法的例子，最多只能有 3 個數字，那假設我們想要傳入更多數字，但並不知道最多會有幾個，該怎麼辦呢？這時候就需要可變參數了：

#在參數名前面的*表示args是一個可變參數
def  add ( *args ):
    total = 0 
    for val in args :
        total += val 
    return total


#在呼叫add函數時可以傳入0個或多個參數
print ( add ())
print ( add ( 1 ))
print ( add ( 1 , 2 ))
print ( add ( 1 , 2 , 3 ))
print ( add ( 1 , 3 , 5 , 7 , 9 ))

上例中不管參數有多少個都可以進行加法，那我們來看看語法吧！

要使用可變參數，我們會需要在參數前面加上 `*` 號，這時程式會將你傳入的參數組成一個 Tuple ，以上例來說，`args` 會是一個 Tuple，內容就是我們傳入的東西，因此要使用傳入的參數時就會搭配 for迴圈 來取用參數。

# 同名問題

那假設我們有兩個相同名稱的函式會發生什麼呢？ 可惜的是在Python內並沒有重載的概念，因此後出現的函式會覆蓋掉前面的函式：

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

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

foo ()

上例會輸出 goodbye, world 。

# 區域函式

在Python中，函式內還可以定義函式，這樣的函式我們稱它為區域函式 (Local function)，那這有什麼用呢？ 區域函式通常是為了方便函式定義時使用的，舉個例子：

L = [ ["國文課本", 0], ["英文課本", 0], ["數學課本", 0], ["自然課本", 0], ["社會課本", 0]]

def buying (num):
    def print_List():
        print("現在全部訂購數量為：")
        for i in L:
            print(i[0], "：", i[1], "本")
        print()

    if(num <= 5 and num > 0):
        L[num-1][1] += 1
        print(f"{L[num-1][0]}數量加一")
        print_List()

    elif(num == -1):
        print_List()
        print("謝謝你，即將退出加購系統")

    else:
        print("無效的輸入，請重新輸入")


while True:
    print("現在要幫大家買書，如果你要加購，國文請輸入 1 ，英文請輸入 2 ，數學請輸入 3 ，自然請輸入 4 ，社會請輸入 5，如果沒有要加購了，請輸入 -1")

    n = int(input("> "))

    if(n != -1):
        buying(n)
    else:
        buying(n)
        break

上例中我們在 `buying()` 內又定義了 `print_List()` ，它的作用是印出表單，這種在函式裡面定義的函式，我們就稱它為區域函式。

要注意的是區域函式只能在函式內呼叫，以上例來說就是我們只能在 `buying()` 內呼叫 `print_List()` ，在 `buying()`外就無法呼叫它了，這也是它叫做 「區域」函式 的原因。

# 練習

### 練習1：利用函式蓋出輸入層數的星星塔

參考解答：

def print_star (n):
    for i in range(n):
        print( " "*(n-1-i) + "*"*(1+2*i) )

n = int(input("> "))
print_star(n)

<br>

### 練習2：利用函式將華氏溫度轉換為攝氏溫度。

參考解答：

def transform (f):
    c = (f-32)/1.8
    return c

f = float(input("請輸入華氏溫度 = "))
c = transform(f)
print("攝氏溫度 =", c)

# 額外補充

可變參數其實還有別種容器可以用，有興趣的可以看看這篇：

<strong><a href = "https://kknews.cc/zh-tw/code/9z9pvz8.html" class = "redlink">深入理解python的 *args 和 **kwargs 可變參數</a></strong>

<br>

課本下方還有提到變數範圍的問題，有興趣的可以看看：

<strong><a href = "https://github.com/jackfrued/Python-100-Days/blob/master/Day01-15/06.%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%92%8C%E6%A8%A1%E5%9D%97%E7%9A%84%E4%BD%BF%E7%94%A8.md" class = "redlink">06.函數和模塊的使用.md</a></strong>

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