【Think Python】Python筆記（六）有返回值的函數

（一）返回值

調用一個有返回值的函數會生成一個返回值；通常將這個返回值賦值給變量或者作爲表達式的一部分；

def area(radius):
    a = math.pi * radius**2
    return a

• return語句意味着：立即從該函數返回，並且使用接下來的表達式作爲返回值；返回值可以是任意複雜的；
• 在一個有返回值的函數中，最好保證程序執行的每一個流程都最終碰到一個return；【充分考慮好每一種分支情況】

（二）增量式開發（incremental development）

• 隨着函數越來越複雜，調試的時間會越來越多；爲了應對負載的程序，可以嘗試增量式開發；
• 增量式開發的目標，是通過每次只增加和測試少量代碼，來避免長時間的調試；

• 比如，在寫一個函數的時候，可以先寫一下這個函數的函數頭和形參，函數體可以用pass或者其他的return語句進行代替；當這個函數頭可以運行的時候，再往函數體中增加代碼；
• 當然上面的只是一個簡單的類比，只是一種簡單的思路：當想要實現一個功能的時候，尤其是複雜的功能，不要想着一步到位，可以將這個功能進行分解，或者先實現一個框架，之後再逐步完善細節；
• 增量式開發的關鍵：
  1. 從一個能運行的程序開始，並且每次只增加少量改動。無論你何時遇到錯誤，都能夠清楚定位錯誤的源頭；
  2. 使用臨時變量存儲中間值，這樣能顯示並檢查它們；
  3. 一旦程序能夠正確運行，就要刪除一些腳手架（scaffolfing)代碼；或者將多條語句組合成爲複合表達式，當然，前提是不影響程序的可讀性；

（三）組合

• 我們可以從一個函數的內部調用另一個函數；
• 一些臨時變量對於開發很有用，但是一旦程序正確運行了，我們可以通過合併函數調用，使得程序更加簡潔；

（四）布爾函數

• 這種類型的函數可以返回布爾類型（booleans），通常對於隱藏函數內部的複雜測試代碼非常有用；
• 布爾函數通常用於條件語句中；

def is_divisible(x, y):
	if x%y == 0:
        return true;
    else:
        return false;

==的返回值是Boolean類型，可以直接使用這個來簡化上面的代碼：

def is_divisible(x, y):
    return x % y == 0

（五）再談遞歸

到目前爲止，雖然學到的知識Python中很小的一個子集，但是實際上，這已經是一個完備的編程語言，這意味着任何能夠被計算的東西都可以用這個語言表達；

• 使用遞歸計算階乘：

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n-1)

• 程序的執行過程：【假如n == 3】

• 堆棧圖：

（六）信任之躍【一種閱讀代碼的方法】

• 跟隨程序的執行流程讀代碼，是一種方法，但是可能很快就會變得錯綜複雜；
• 另一種方法：當遇到一個函數的時候，不去跟蹤函數的執行流程，而是假設這個函數正確運行並且返回了正確的結果；
• 事實上，使用內建函數的時候已經使用的了這種方法，我們總是假設，這個內建函數的執行是正確的；
• 使用遞歸函數也是一樣的，我們不再順着執行流程，而是假設每次遞歸都能正確執行；

（七）斐波那契數列【遞歸】

def fibonacci(n):
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    else:
        return fibonacii(n-1)+fibonacci(n-2)

（八）檢查數據類型

• 上面的函數中，當輸入的參數是一個非整數的時候，這時候，遞歸將無限進行下去，因爲沒有邊界；
• 我們需要檢查傳入的參數是不是我們所希望的類型；

• 我們使用內建函數isinstance來驗證實參的類型：

def factorial(n):
    if not isinstance(n, int):
		print('Factorial is only defined for integers.')
        return None
    elif n<0:
         print('Factorial is not defined for negative integers.')
         return None
    elif n == 0:
        return 1
    else:
        return factorial(n-1)*n

• 上面的方法有時候稱之爲“監護人（Guardian）模式；通過設置監護人，保證後面的代碼不會出現錯誤；
• 當然還有更加靈活的方式：拋出異常

（九）調試

將一個大程序分解爲若干較小的函數，爲程序的調試生成的自然的檢查點；當一個程序不能如預期運行的時候，需要考慮的情況：

1. 該函數獲取的實參有問題，違反先決條件；
2. 該函數有些問題，違反後置條件；
3. 返回值或者使用方法有問題；

實參問題

爲排除這種可能性，可以在函數的開始增加一條print語句，打印形參的值或者類型

函數問題

如果函數的形參沒有問題，則在函數的return之前，打印結果、返回值；考慮用一些簡單的值調用這個函數；

調用問題

要確保返回值被正確地使用；