Learning Objectives
- 函數（function）的定義方式：def、參數、docstring
- 如何呼叫函數，以及 return 回傳值（含沒有 return 時的 None）
- 用呼叫堆疊看懂函數呼叫函數的執行順序
- 函數傳引數的方式：pass by assignment
為什麼需要函數
寫程式時常常有一段功能要在很多地方用到：計算平均、檢查輸入、印出報表。 如果每次都複製貼上，改一個地方就要改很多份，也很容易漏改。
函數（function） 把一段程式碼包起來、取一個名字，需要時「呼叫」它就好：
- 可重複使用（reusable）：寫一次，到處用。
- 模組化：把大問題拆成幾個小功能，每個函數只做一件事，程式更好讀、好測試。
你已經用過很多 Python 內建的函數，例如 print()、len()、max()。這一課要學的是自己寫的
使用者自訂函數（user-defined functions）。
def sum_nums(n1, n2): # def 函數名稱(參數):
"""回傳兩個數字的和""" # docstring：給使用者看的說明
return n1 + n2 # return 結束函數並傳回結果
函數名稱依照 PEP 8 慣例使用英文小寫，多個單字用底線 _ 連接，例如 make_a_sound。
定義與呼叫函數
先注意第一步：執行 def 那一行時，函數內容並不會執行，只是建立一個函數物件，讓名稱 make_a_sound 指向它。之後每次呼叫，右邊會多出一個 make_a_sound 的框架（frame），執行完就消失。
註解與 docstring
函數下面第一行用三個雙引號包起來的字串，稱為 docstring（document string）。
# 註解 |
docstring """...""" |
|
|---|---|---|
| 給誰看 | 寫程式的人自己 | 使用這個函數的人 |
| 能不能在程式裡取得 | 不能 | 可以：函數.__doc__、help(函數) |
| 用在哪裡 | 任何一行 | 函數、模組、類別的開頭 |
參數與回傳值
呼叫時傳進去的值（引數，argument）會指派給函數定義的名稱（參數，parameter）。return 把結果交回呼叫的地方。看最後兩行：printme 沒有寫 return，所以呼叫結果是 None。
呼叫堆疊：函數呼叫函數
函數裡面可以再呼叫別的函數。Python 用呼叫堆疊（call stack）記住「現在在哪個函數裡、做完要回到哪裡」：
- 每呼叫一次函數，堆疊頂端就放上一個新框架（frame），裡面是這次呼叫自己的參數與區域變數。
- 函數
return時，它的框架就被拿掉，執行回到下面那一層、剛才呼叫它的那一行。 - 同一個函數被呼叫兩次，就會有兩個（先後出現的）框架，彼此的變數互不干擾。
看框架出現與消失
這是本課最重要的動畫。一步一步按，眼睛盯著右邊的框架區：呼叫 sum_of_squares 時多出一層、它再呼叫 square 時變成三層；square 回傳後最上層消失，執行回到 sum_of_squares 的下一行。數數看 square 的框架一共出現了幾次。
用元組傳回多個值
return min(nums), max(nums) 其實是把兩個值打包成一個元組傳回；呼叫端可以用上一課的解包一次接住。
想一想：定義、呼叫與回傳
下面的程式會印出什麼？
def add(a, b):
print(a + b, end=" ")
r = add(2, 3)
print(r)
下面的程式會印出什麼？
def f(x):
return x + 1
print("done")
print(f(f(1)))
程式執行到 def square(x): 這一行時，會發生什麼事？
傳進函數的是什麼？Pass by assignment
Python 傳引數的方式稱為 pass by assignment：呼叫 changeme(myvar) 時，就像在函數裡執行了一次
參數 = 引數 的指派。參數和外面的變數指向同一個物件，但它們是兩個不同的名稱。
接下來兩個範例幾乎一模一樣，結果卻不同。關鍵在函數裡做的是哪一種事：
| 函數裡做的事 | 例子 | 外面看得到變化嗎 |
|---|---|---|
| 重新指派參數（讓名稱改指向別的物件） | myvar = 50 |
看不到 |
| 修改參數指向的可變物件 | mylist[2] = 50 |
看得到 |
重新指派整數參數
函數裡和外面都有一個叫 myvar 的名稱，但它們在不同的框架裡。第 4 行只讓函數框架裡的 myvar 改指向 50，模組框架裡的 myvar 仍然是 20。
修改串列參數
這次參數指向一個串列。看右邊的箭頭：函數框架的 mylist 和模組框架的 mylist 指向同一個串列物件。第 4 行修改的是那個物件本身，所以函數結束後，外面也看得到。
追蹤參數傳遞
下面的程式會印出什麼？
def reset(nums):
nums = [0, 0]
data = [5, 6]
reset(data)
print(data)
下面的程式會印出什麼？
def grow(nums, n):
nums.append(n)
n = n * 10
data = [1]
k = 2
grow(data, k)
print(data, k)
實作：計算及格人數
完成函數 count_pass(scores)：傳回串列 scores 中大於或等於 60 分的人數。記得用 return 傳回結果，而不是在函數裡 print。
重點精華回顧
- 函數是一段可重複使用的程式碼；
def 名稱(參數):定義，名稱(引數)呼叫。 - 執行
def只建立函數物件，不執行內容；呼叫時才執行。 - docstring 寫在函數第一行，給使用者看，可用
__doc__或help()取得；#註解是給自己看的。 return結束函數並傳回值；沒有return（或只寫return）時傳回None；用元組可以一次傳回多個值。- 每次呼叫都會在呼叫堆疊放上一個新框架，回傳後框架消失，執行回到呼叫的那一行。
- Pass by assignment：參數和引數指向同一個物件。重新指派參數不影響外面；修改可變物件（串列）外面看得到。