计划有变 你怎么看 |《Think Python 2e》第三章及小调查
今天想征求一下大家的意见，主要是关于是否按计划继续在微信图文中贴出本书最新翻译的问题。
我打算改为通过更新微信阅读原文链接的方式，与大家分享本书的最新译文，主要有以下几点考虑：
HTML版转换成微信图文需要花较多时间；
微信图文对代码阅读不够友好，修改代码样式花的时间最多；
HTML版支持移动端阅读，而且效果不错；
希望大家通过下面的投票或留言说下自己的观点。
第三章：函数
Functions
习题及词汇表请点击阅读原文。
在编程的语境下，函数（function）指的是一个有命名的、执行某个计算的语句序列（sequence of statements）。 在定义一个函数的时候，你需要指定函数的名字和语句序列。 之后，你可以通过这个名字“调用（call）”该函数。
函数调用
我们已经看见过一个函数调用（function call）的例子。
>>> type(42)
<class 'int'>
这个函数的名字是 type。括号中的表达式被称为这个函数的 实参（argument）。这个函数执行的结果，就是实参的类型。
人们常说函数“接受（accept）”实参，然后“返回(return)”一个结果。 该结果也被称为返回值（return value）。
Python提供了能够将值从一种类型转换为另一种类型的内建函数。 函数 int 接受任意值，并在其能做到的情况下，将该值转换成一个整型数， 否则会报错：
>>> int('32')32
>>> int('Hello')
ValueError: invalid literal for int(): Hello
int 能将浮点数转换为整型数，但是它并不进行舍入；只是截掉了小数点部分：
>>> int(3.99999)
3
>>> int(-2.3)
-2
float 可以将整型数和字符串转换为浮点数：
>>> float(32)
32.0
>>> float('3.14159')
3.14159
最后，str 可以将其实参转换成字符串：
>>> str(32)
'32'
>>> str(3.14159)
'3.14159'
数学函数
Python中有一个数学模块（math），提供了大部分常用的数学函数。 模块（module）指的是一个含有相关函数的文件。
在使用模块之前，我们需要通过 导入语句（import statement） 导入该模块：
这条语句会生成一个名为 math 的模块对象（module object）。 如果你打印这个模块对象，你将获得关于它的一些信息：
>>> math
<module 'math' (built-in)>
该模块对象包括了定义在模块内的所有函数和变量。 想要访问其中的一个函数，你必须指定该模块的名字以及函数名， 并以点号（也被叫做句号）分隔开来。 这种形式被称作点标记法（dot notation）。
>>> ratio = signal_power / noise_power
>>> decibels = 10 * math.log10(ratio)
>>> radians = 0.7
>>> height = math.sin(radians)
第一个例子使用math.log10计算分贝信噪比（假设signal_power和noise_power已经被定义了）。 math模块也提供了 log 函数，用于计算以e为底的对数。
第二个例子计算radians的正弦值（sine）。 变量名暗示 sin 函数以及其它三角函数（cos、tan等）接受弧度（radians）实参。 度数转换为弧度，需要除以180，并乘以π 。
表达式 math.pi 从 math 模块中获得变量 pi 。 该变量的值是π 的一个浮点数近似值，精确到大约15位数。
如果你懂几何学（trigonometry），你可以将之前的结果和二分之根号二进行比较，检查是否正确：
>>> math.sqrt(2) / 2.0
0.707106781187
组合
目前为止，我们已经分别介绍了程序的基本元素——变量、表达式和语句，但是还没有讨论如何将它们组合在一起。
编程语言的最有用特征之一，是能够将小块构建材料（building blocks）组合（compose）在一起。 例如，函数的实参可以是任意类型的表达式，包括算术运算符：
甚至是函数调用：
几乎任何你可以放值的地方，你都可以放一个任意类型的表达式，只有一个例外： 赋值语句的左侧必须是一个变量名。左侧放其他任何表达式都会产生语法错误 （后面我们会讲到这个规则的例外）。
>>> minutes = hours * 60 # 正确
>>> hours * 60 = minutes # 错误！
SyntaxError: can't assign to operator
增加新函数
目前为止，我们只使用了Python自带的函数， 但是增加新函数也是可能的。 一个函数定义（function definition）指定了新函数的名称 以及当函数被调用时执行的语句序列。
下面是一个示例：
def 是一个关键字，表明这是一个函数定义。 这个函数的名字是 print_lyrics。 函数的命名规则与变量名相同：字母、数字以及下划线是合法的， 但是第一个字符不能是数字。不能使用关键字作为函数名，并应该避免 变量和函数同名。
函数名后面的圆括号是空的，表明该函数不接受任何实参。
函数定义的第一行被称作函数头（header）； 其余部分被称作函数体（body）。 函数头必须以冒号结尾，而函数体必须缩进。 按照惯例，缩进总是4个空格。 函数体能包含任意条语句。
打印语句中的字符串被括在双引号中。单引号和双引号的作用相同；大多数人使用单引号，上述代码中的情况除外，即单引号（同时也是撇号）出现在字符串中时。
所有引号（单引号和双引号）必须是“直引号（straight quotes）”，它们通常位于键盘上Enter键的旁边。像这句话中使用的‘弯引号（curly quotes）’，在Python语言中则是不合法的。
如果你在交互模式下键入函数定义，每空一行解释器就会打印三个句点（...）， 让你知道定义并没有结束。
>>> def print_lyrics():
... print("I'm a lumberjack, and I'm okay.")
... print("I sleep all night and I work all day.")
...
为了结束函数定义，你必须输入一个空行。
定义一个函数会创建一个 函数对象（function object），其类型是 function：
>>> print(print_lyrics)
<function print_lyrics at 0xb7e99e9c>
>>> type(print_lyrics)
<class 'function'>
调用新函数的语法，和调用内建函数的语法相同：
>>> print_lyrics()
I'm a lumberjack, and I'm okay.
I sleep all night and I work all day.
一旦你定义了一个函数，你就可以在另一个函数内部使用它。 例如，为了重复之前的叠句（refrain），我们可以编写一个名叫repeat_lyrics的函数：
然后调用repeat_lyrics：
>>> repeat_lyrics()
I'm a lumberjack, and I'm okay.
I sleep all night and I work all day.
I'm a lumberjack, and I'm okay.
I sleep all night and I work all day.
不过，这首歌的歌词实际上不是这样的。
定义和使用
将上一节的多个代码段组合在一起，整个程序看起来是这样的：
print("I'm a lumberjack, and I'm okay.")
print("I sleep all night and I work all day.")
def repeat_lyrics():
print_lyrics()print_lyrics()
repeat_lyrics()
该程序包含两个函数定义：print_lyrics和repeat_lyrics。 函数定义和其它语句一样，都会被执行，但是其作用是创建函数对象。 函数内部的语句在函数被调用之前，是不会执行的，而且函数定义不会产生任何输出。
你可能猜到了，在运行函数之前，你必须先创建这个函数。换句话说，函数定义必须在其第一次被调用之前执行。
我们做个小练习，将程序的最后一行移到顶部，使得函数调用出现在函数定义之前。运行程序，看看会得到怎样的错误信息。
现在将函数调用移回底部，然后将print_lyrics的定义移到repeat_lyrics的定义之后。这次运行程序时会发生什么？
执行流程
为了保证函数第一次使用之前已经被定义，你必须要了解语句执行的顺序， 这也被称作执行流程（flow of execution）。
执行流程总是从程序的第一条语句开始，自顶向下，每次执行一条语句。
函数定义不改变程序执行的流程，但是请记住，函数不被调用的话，函数内部的语句是不会执行的。
函数调用像是在执行流程上绕了一个弯路。 执行流程没有进入下一条语句，而是跳入了函数体，开始执行那里的语句，然后再回到它离开的位置。
这听起来足够简单，至少在你想起一个函数可以调用另一个函数之前。 当一个函数执行到中间的时候，程序可能必须执行另一个函数里的语句。 然后在执行那个新函数的时候，程序可能又得执行另外一个函数！
幸运的是，Python善于记录程序执行流程的位置，因此每次一个函数执行完成时， 程序会回到调用它的那个函数原来执行的位置。当到达程序的结尾时，程序才会终止。
总之，阅读程序时，你没有必要总是从上往下读。有时候，跟着执行流程阅读反而更加合理。
形参和实参
我们之前接触的一些函数需要实参。例如，当你调用 math.sin 时，你传递一个数字作为实参。 有些函数接受一个以上的实参：math.pow 接受两个，底数和指数。
在函数内部，实参被赋给称作形参（parameters）的变量。 下面的代码定义了一个接受一个实参的函数：
这个函数将实参赋给名为bruce的形参。当函数被调用的时候，它会打印形参（无论它是什么）的值两次。
该函数对任意能被打印的值都有效。
>>> print_twice('Spam')
Spam
Spam
>>> print_twice(42)
42
42
>>> print_twice(math.pi)
3.14159265359
3.14159265359
组合规则不仅适用于内建函数，而且也适用于开发者自定义的函数（programmer-defined functions），因此我们可以使用任意类型的表达式作为print_twice的实参：
>>> print_twice('Spam '*4)
Spam Spam Spam Spam
Spam Spam Spam Spam
>>> print_twice(math.cos(math.pi))
-1.0
-1.0
在函数被调用之前，实参会先进行计算，因此在这些例子中， 表达式'Spam '*4和math.cos(math.pi) 都只被计算了一次。
你也可以用变量作为实参：
>>> michael = 'Eric, the half a bee.'
>>> print_twice(michael)
Eric, the half a bee.
Eric, the half a bee.
我们传递的实参名（michael）与形参的名字（bruce）没有任何关系。 这个值在传入函数之前叫什么都没有关系；只要传入了print_twice函数，我们将所有人都称为 bruce 。
变量和形参都是局部的
当你在函数里面创建变量时，这个变量是局部的（local）， 也就是说它只在函数内部存在。例如：
该函数接受两个实参，拼接（concatenates）它们并打印结果两次。 下面是使用该函数的一个示例：
>>> line1 = 'Bing tiddle '
>>> line2 = 'tiddle bang.'
>>> cat_twice(line1, line2)
Bing tiddle tiddle bang.
Bing tiddle tiddle bang.
当cat_twice结束时，变量 cat 被销毁了。 如果我们试图打印它，我们将获得一个异常：
>>> print(cat)
NameError: name 'cat' is not defined
形参也都是局部的。例如，在print_twice函数的外部并没有 bruce 这个变量。
堆栈图
有时，画一个堆栈图（stack diagram）可以帮助你跟踪哪个变量能在哪儿用。 与状态图类似，堆栈图要说明每个变量的值，但是它们也要说明每个变量所属的函数。
每个函数用一个栈帧（frame）表示。 一个栈帧就是一个线框，函数名在旁边，形参以及函数内部的变量则在里面。 前面例子的堆栈图如图3-1所示。
图3-1：堆栈图。
这些线框排列成栈的形式，说明了哪个函数调用了哪个函数等信息。 在此例中，print_twice被cat_twice调用， cat_twice又被__main__调用，__main__是一个表示最上层栈帧的特殊名字。 当你在所有函数之外创建一个变量时，它就属于__main__。
每个形参都指向其对应实参的值。 因此，part1 和 line1 的值相同，part2 和 line2 的值相同，bruce 和 cat 的值相同。
如果函数调用时发生错误，Python会打印出错函数的名字以及调用它的函数的名字， 以及调用 后面这个函数 的函数的名字，一直追溯到__main__为止。
例如，如果你试图在print_twice里面访问 cat ， 你将获得一个 NameError ：
这个函数列表被称作回溯（traceback）。 它告诉你发生错误的是哪个程序文件，错误在哪一行，以及当时在执行哪个函数。 它还会显示引起错误的那一行代码。
回溯中的函数顺序，与堆栈图中的函数顺序一致。出错时正在运行的那个函数则位于回溯信息的底部。
有返回值函数和无返回值函数
有一些我们之前用过的函数，例如数学函数，会返回结果； 由于没有更好的名字，我姑且叫它们有返回值函数（fruitful functions）。 其它的函数，像print_twice，执行一个动作但是不返回任何值。 我称它们为无返回值函数（void functions）。
当你调用一个有返回值函数时，你几乎总是想用返回的结果去做些什么； 例如，你可能将它赋值给一个变量，或者把它用在表达式里：
x = math.cos(radians)
golden = (math.sqrt(5) + 1) / 2
当你在交互模式下调用一个函数时，Python解释器会马上显示结果：
但是在脚本中，如果你单单调用一个有返回值函数， 返回值就永远丢失了！
该脚本计算5的平方根，但是因为它没保存或者显示这个结果， 这个脚本并没多大用处。
无返回值函数可能在屏幕上打印输出结果，或者产生其它的影响， 但是它们并没有返回值。如果你试图将无返回值函数的结果赋给一个变量， 你会得到一个被称作 None 的特殊值。
>>> result = print_twice('Bing')
BingBing
>>> print(result)
None
None 这个值和字符串'None'不同。这是一个自己有独立类型的特殊值：
>>> print(type(None))
<class 'NoneType'>
目前为止，我们写的函数都是无返回值函数。 我们将在几章之后开始编写有返回值函数。
为什么写函数？
你可能还不明白为什么值得将一个程序分解成多个函数。 原因包括以下几点：
创建一个新的函数可以让你给一组语句命名， 这可以让你的程序更容易阅读和调试。
通过消除重复的代码，函数精简了程序。 以后，如果你要做个变动，你只需在一处修改即可。
将一个长程序分解为多个函数，可以让你一次调试一部分，然后再将它们组合为一个可行的整体。
设计良好的函数经常对多个程序都有帮助。一旦你写出并调试好一个函数，你就可以重复使用它。
调试
调试，是你能获得的最重要的技能之一。 虽然调试会让人沮丧，但却是编程过程中最富含智慧、挑战以及乐趣的一部分。
在某些方面，调试像是侦探工作。 你面对一些线索，必须推理出是什么进程（processes）和事件（events）导致了你看到的结果。
调试也像是一门实验性科学。一旦你猜到大概哪里出错了， 你可以修改程序，再试一次。 如果你的假设是正确的，那么你就可以预测到修改的结果，并且离正常运行的程序又近了一步。 如果你的假设是错误的，你就不得不再提一个新的假设。 如夏洛克·福尔摩斯所指出的，“当你排除了所有的不可能，无论剩下的是什么， 不管多么难以置信，一定就是真相。”（阿瑟·柯南·道尔，《四签名》）
对某些人来说，编程和调试是同一件事。 也就是说，编程是逐步调试一个程序，直到它满足了你期待的过程。 这意味着，你应该从一个能正常运行（working） 的程序开始，每次只做一些小改动，并同步进行调试。
举个例子，Linux是一个有着数百万行代码的操作系统 但是它一开始，只是Linus Torvalds写的一个用于研究Intel 80386芯片的简单程序。 根据Larry Greenfield的描述，“Linus的早期项目中，有一个能够交替打印AAAA和BBBB的程序。 这个程序后来演变为了Linux。”（Linux用户手册 Beta 版本1）。
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