介紹函式

(function)

回傳值

(return)

複習(?)-變數範圍

(scope)

歡樂題目time

函式長怎樣?

定義函式

def 函式名稱(參數):
    程式碼

呼叫函式

函式名稱(參數)

定義函式：將一段程式碼打包起來，變成一個函式
呼叫函式：需要用到該段程式碼時，用函式叫出來
簡單來說…數學的函數
老捧油-scratch

舉例#1
\begin{align}f(x)=(x+4)(6x^2+8x-4)+5x\end{align}
用python函式做做看

x = int(input())
print((x + 4)*(x**2 + 8*x - 4) + 5*x)

def f(x):
    print((x + 4)*(x**2 + 8*x - 4) + 5*x)
#1~2行 定義函式
f(int(input()))
#5行 呼叫函式

函式可以讓程式看起來比較乾淨

例題#1
請撰寫一個Python函式 \(\texttt{reverse_string(s)}\)，該函式輸入一個字串s作為參數，並返回該字串的反轉版本。

def reverse_string(s):
    for i in range(len(s) - 1, -1, -1):
        print(s[i], end="")
reverse_string(input())

def reverse_string(s):
    print(s[::-1])
reverse_string(input())

1. 用途：
   傳遞結果：將計算結果返回給呼叫者。
   控制流程：提前結束函式執行。
2. 返回多個值：
   可以同時返回多個值，並以元組形式接收。

def f(a, b, c):
    return a**2 + b**2 + c**2  

\(\texttt{return}\)的意思就是把程式碼的\(\texttt{f(a,b,c)}\)換成\(a^2 + b^2 + c^2\)

注意事項：
無\(\texttt{return}\)時預設返回\(\texttt{None}\)。
\(\texttt{return}\)後的代碼不會執行。

舉例#1
請撰寫一個Python函式\(\texttt{find_max_min(numbers)}\)，該函式接受一個數字列表\(\texttt{numbers}\)作為參數，返回最大值和最小值(Max, Min)。如果列表為空，則返回 (None, None)。(本題以EOF結束)

input

3 1 4 1 5 9 2 6
-10 -20 0 5 3
               #這行是沒東西

output

(9, 1)
(5, -20)
(None, None)

def find_max_min(numbers):
    if not numbers:  # 檢查列表是否為空
        return (None, None)
    max_value = max(numbers)  # 找到最大值
    min_value = min(numbers)  # 找到最小值
    return (max_value, min_value)
try:
    while 1:
        numbers = list(map(int, input().split()))
        print(find_max_min(numbers))
except EOFError:
    None

例題#2
請寫一個Python函式\(\texttt{calculate_average(args)}\)
，該函式接受多個數字作為參數，並返回這些數字的平均值(必為整數)。如果沒有提供任何數字，則返回 0。(本題以EOF結束)

def calculate_average(args):
    if not args:
        return 0
    return sum(args) // len(args)
try:
    while 1:
        numbers = list(map(int, input().split()))
        print(calculate_average(numbers))
except EOFError:
    None

變數的範圍(scope)主要有四種

1. 全域變數(Global Variables)
2. 區域變數(Local Variables)
3. 封閉變數(Enclosing Variables)
4. 內建變數(Built-in Variables)

全域變數(Global Variables)

在函數或類別外定義的變數。
在整個程式中都可以存取和修改。

x = 10  # 全域變數
 
def my_function():
    print(x)  # 可以在函數內部存取全域變數
 
my_function()  # 輸出 10

區域變數(Local Variables)

在函數或類別方法內部定義的變數。
只能在定義區域內存取和修改。
當函數或方法執行完後,區域變數會被銷毀。
使用\(\texttt{global}\)關鍵字可以改成全域變數。

def my_function():
    y = 5  # 區域變數
    print(y)
 
my_function()  # 輸出 5
# print(y)  # 錯誤,y 在函數外部不可見

def my_function():
    global y
    y = 5  # 區域變數
    print(y)
 
my_function()  # 輸出 5
print(y)  # 輸出 5

封閉變數(Enclosing Variables)

在外層函數中定義的變數。
可以在內層函數中存取和修改。
使用\(\texttt{nonlocal}\)關鍵字可以在內層函數中存取和修改封閉變數。

def outer_function():
    x = 10  # 封閉變數
 
    def inner_function():
        y = 5  # 區域變數
        print(x)  # 可以存取封閉變數
 
    inner_function()
 
outer_function()  # 輸出 10
 
def modify_enclosing():
    x = 10
    def inner():
        nonlocal x
        x = 20  # 使用 nonlocal 關鍵字修改封閉變數
    inner()
    print(x)  # 輸出 20
 
modify_enclosing()

內建變數(Built-in Variables)

通常叫 內建函式(Built-in Functions)

Python 內建的一些變數和函式,例如\(\texttt{print()}\), \(\texttt{len()}\), \(\texttt{range()}\) 等。
在整個程式中都可以存取和使用。
Python官方-內建函式

Python會按照以下的搜尋順序來尋找變數:

1. 當前(區域)作用域(Local)
2. 封閉作用域(Enclosing)
3. 全域作用域(Global)
4. 內建作用域(Built-in)
   如果在上述作用域中都找不到該變數,則會引發\(\texttt{NameError}\)異常。

簡單觀念題
在以下程式碼中,輸出的值是多少?

x = 5
def my_function():
    x = 10
    print(x)
my_function()

https://rate.cx/rate?9270A3
https://rate.cx/PieCharts?9270A3

例題#3