【Think Python】Python笔记（六）有返回值的函数

（一）返回值

调用一个有返回值的函数会生成一个返回值；通常将这个返回值赋值给变量或者作为表达式的一部分；

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

• return语句意味着：立即从该函数返回，并且使用接下来的表达式作为返回值；返回值可以是任意复杂的；
• 在一个有返回值的函数中，最好保证程序执行的每一个流程都最终碰到一个return；【充分考虑好每一种分支情况】

（二）增量式开发（incremental development）

• 随着函数越来越复杂，调试的时间会越来越多；为了应对负载的程序，可以尝试增量式开发；
• 增量式开发的目标，是通过每次只增加和测试少量代码，来避免长时间的调试；

• 比如，在写一个函数的时候，可以先写一下这个函数的函数头和形参，函数体可以用pass或者其他的return语句进行代替；当这个函数头可以运行的时候，再往函数体中增加代码；
• 当然上面的只是一个简单的类比，只是一种简单的思路：当想要实现一个功能的时候，尤其是复杂的功能，不要想着一步到位，可以将这个功能进行分解，或者先实现一个框架，之后再逐步完善细节；
• 增量式开发的关键：
  1. 从一个能运行的程序开始，并且每次只增加少量改动。无论你何时遇到错误，都能够清楚定位错误的源头；
  2. 使用临时变量存储中间值，这样能显示并检查它们；
  3. 一旦程序能够正确运行，就要删除一些脚手架（scaffolfing)代码；或者将多条语句组合成为复合表达式，当然，前提是不影响程序的可读性；

（三）组合

• 我们可以从一个函数的内部调用另一个函数；
• 一些临时变量对于开发很有用，但是一旦程序正确运行了，我们可以通过合并函数调用，使得程序更加简洁；

（四）布尔函数

• 这种类型的函数可以返回布尔类型（booleans），通常对于隐藏函数内部的复杂测试代码非常有用；
• 布尔函数通常用于条件语句中；

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

==的返回值是Boolean类型，可以直接使用这个来简化上面的代码：

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

（五）再谈递归

到目前为止，虽然学到的知识Python中很小的一个子集，但是实际上，这已经是一个完备的编程语言，这意味着任何能够被计算的东西都可以用这个语言表达；

• 使用递归计算阶乘：

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

• 程序的执行过程：【假如n == 3】

• 堆栈图：

（六）信任之跃【一种阅读代码的方法】

• 跟随程序的执行流程读代码，是一种方法，但是可能很快就会变得错综复杂；
• 另一种方法：当遇到一个函数的时候，不去跟踪函数的执行流程，而是假设这个函数正确运行并且返回了正确的结果；
• 事实上，使用内建函数的时候已经使用的了这种方法，我们总是假设，这个内建函数的执行是正确的；
• 使用递归函数也是一样的，我们不再顺着执行流程，而是假设每次递归都能正确执行；

（七）斐波那契数列【递归】

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

（八）检查数据类型

• 上面的函数中，当输入的参数是一个非整数的时候，这时候，递归将无限进行下去，因为没有边界；
• 我们需要检查传入的参数是不是我们所希望的类型；

• 我们使用内建函数isinstance来验证实参的类型：

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

• 上面的方法有时候称之为“监护人（Guardian）模式；通过设置监护人，保证后面的代码不会出现错误；
• 当然还有更加灵活的方式：抛出异常

（九）调试

将一个大程序分解为若干较小的函数，为程序的调试生成的自然的检查点；当一个程序不能如预期运行的时候，需要考虑的情况：

1. 该函数获取的实参有问题，违反先决条件；
2. 该函数有些问题，违反后置条件；
3. 返回值或者使用方法有问题；

实参问题

为排除这种可能性，可以在函数的开始增加一条print语句，打印形参的值或者类型

函数问题

如果函数的形参没有问题，则在函数的return之前，打印结果、返回值；考虑用一些简单的值调用这个函数；

调用问题

要确保返回值被正确地使用；