【全栈之路】10 天掌握 Python 开发（5）函数、模块和包

函数的定义和调用

函数用于对代码逻辑的封装和隔离，在 Python 和 JavaScript 中，函数都被视作一等公民。

任务

编写一个打招呼的函数，将传入的个人信息（姓名、年龄、性别）格式化后打印。

JavaScript 实现

function greet(name, age, gender='保密') {
  console.log(`你好，我是${name}，今年${age}岁，性别${gender}`)
}

console.log(greet('张三', 18));
console.log(greet('李四', 18, '男'));
console.log(greet(...['王五', 18, '女']));

Python 实现

def greet(name, age, gender='保密'):
    print(f"你好，我是{name}，今年{age}岁，性别{gender}")

print(greet('张三', 18)) # 传入位置参数
print(greet(age=18,name='张三')) # 传入关键字参数
print(greet('李四', 18, '男')) 
print(greet(*['王五', 18, '女'])) 

代码解读

• Python 使用 def 关键字定义函数，JavaScript 使用 function 关键字定义函数。
• Python 使用冒号 : 和缩进表示函数体，JavaScript 使用花括号表示函数体。
• Python 中，除默认值参数之外（如上面的 gender 参数），函数的每个参数都是必传的，否则会出现语法错误。而在 JavaScript 中未传递的参数默认值为 undefined。
• 在 Python 中，按照顺序传入的参数叫做 位置参数 ，必须严格按照形参定义顺序传入。此外，还可以使用 key=value 的形式向函数传入关键字参数，关键字参数的顺序不必与形参顺序保持一致，位置参数和关键字参数可以一起使用，但 必须保证调用函数时提供了所有必要参数 。
• Python 中，可以使用 my_fn(*[p1, p2, ...]) 的形式传入位置参数，与 JavaScript 中的 myFn(...[p1, p2, ...]) 类似。

差异速览

特性	JavaScript	Python
函数定义	function myFn(params) { ... }	def my_fn(params):
函数调用	myFn(params)	my_fn(params)

:::tip 如何获取函数入参？ 使用 *args 获取传入的全部位置参数，类型为元组。使用 **kwargs 获取传入的全部关键字参数，类型为字典。

def some_fn(position_arg, *args, **kwargs):
    print(position_arg)
    print(args)
    print(kwargs)

some_fn('position_arg_value','add_to_args1','add_to_args2',a=1,b=2,c=3)
# 运行结果
# position_arg_value
# ('add_to_args1', 'add_to_args2')
# {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

类似地，Python 也可以使用 ** 展开一个字典

def some_fn(a, b, c):
    print(a, b, c) # 1 2 3

my_dict = {"c": 3, "b": 2, "a": 1} # Python 对字典中键的顺序没有要求
some_fn(**my_dict)

*args 和 **kwargs 虽然方便，但如果函数只定义了这两个形参，IDE 将失去代码提示，同时函数的逻辑也将变得难以理解，需要谨慎使用。 :::

相关资源

• docs.python.org/3/tutorial/...

匿名函数

当需要一个可以在不定义单独函数的情况下内联执行的小段代码时，可以使用匿名函数，在 Python 中，匿名函数称为 "lambda 表达式" 或 "lambda 函数"。

任务

使用匿名函数，将数字列表的每一项映射为它的平方并打印新列表。

JavaScript 实现

const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

const squaredNumbers = numbers.map(number => number ** 2);
console.log(squaredNumbers);

Python 实现

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

squared_numbers = list(map(lambda number: number ** 2, numbers))
print(squared_numbers)

代码解读

• Python 使用 lambda 关键字创建匿名函数，JavaScript 使用 function 或 => 创建匿名函数。
• Python 的 lambda 函数不能包含函数体，表达式的值将作为返回值自动返回。而 JavaScript 中的匿名函数可以有函数体和 return 语句。

差异速览

特性	JavaScript	Python
创建匿名函数	(params) => expression	lambda params: expression

:::tip 当 Python 的 lambda 函数有多个参数时，使用 , 隔开每一个参数。 :::

相关资源

• docs.python.org/3/tutorial/...

创建和导入模块

一个庞大的应用程序通常由许多模块构成，模块在软件开发中是代码组织的独立单元，每一个 .py 文件都是一个 Python 模块，每一个 .js 文件都是一个 JavaScript 模块。

任务

设计一个程序，定义一个计算器模块，提供加减乘除四则运算功能。在另一个模块中引入该模块，计算并打印 1234 * 4321 的结果。

JavaScript 实现

export function add(a, b) {
  return a + b;
}

export function subtract(a, b) {
  return a - b;
}

export function multiply(a, b) {
  return a * b;
}

export function divide(a, b) {
  if (b === 0) {
    throw new Error("除数不能为0");
  }
  return a / b;
}

import { multiply } from './calculator.js';
console.log(multiply(1234, 4321));

Python 实现

def add(a, b):
    return a + b

def subtract(a, b):
    return a - b

def multiply(a, b):
    return a * b

def divide(a, b):
    if b == 0:
        raise ValueError("除数不能为0")
    return a / b

import calculator
result = calculator.multiply(1234, 4321)
print(result)

代码解读

• Python 和 JavaScript 都使用 import 关键字导入模块。
• Python 模块成员不需要使用 export 关键字进行导出，模块中全部成员都将自动导出。

:::danger Python 模块中的私有成员 在 Python 中，所有在模块内可以访问的变量、函数、类等都是自动导出的，可以被其他模块任意引用，Python 没有提供保护模块私有成员的方法。若模块中的某些成员不希望被其他模块导入，可以按照约定，使用 _ 或 __ 开头对成员进行命名。同时，在使用第三方模块时，我们也要遵守这个约定，不要直接导入和使用以下划线开头的成员。 :::

差异速览

特性	JavaScript	Python
导入模块	import foo from 'module'	import foo
从模块导入特定成员	import { foo, bar } from 'module'	from module import foo, bar
将模块导入为别名	import { foo as alias } from 'module'	from module import foo as alias
将整个模块导入为别名	import * as alias from 'module'	import module as alias
默认导出	export default module	-
命名导出	export foo	-

:::tip Python 中的模块名称由文件名决定，文件名称不能包含 - ，否则无法被其他模块引用。

Python 在文件名与模块名之间存在一些转换约定如下：

文件名	模块名	说明
my_module.py	my_module	模块名与文件保持一致
myModule.py	mymodule	大写字母自动转换为小写

:::

相关资源

• docs.python.org/3/tutorial/...

创建和导入包

在 Python 中，包是一个包含多个 Python 模块的目录。Python 中的包和模块的概念类似于使用目录和文件在 JavaScript 中组织和结构化代码，但略有不同。

假设有一个名为 "my_package" 的文件夹（在 Python 中称之为包），它包含了许多文件和文件夹：

my_package/
    __init__.py
    module1.py
    module2.py
    subpackage/
        __init__.py
        module3.py

横过来是这样：

            my_package
           /          \
   module1.py   module2.py   subpackage
                            /           \
                        module3.py   (其他模块)

首先，"my_package" 是一个文件夹，它里面有一个名为 "init.py" 的文件，它是一个特殊的文件，用户编写一些初始化包的代码，该文件是可选的。

在 "my_package" 包中，还有 "module1.py" 和 "module2.py" 两个模块，它们是编写变量、函数、类的定义的地方。

此外，还有一个名为 "subpackage" 的文件夹，它是一个子包。和 "my_package" 一样。

在 "subpackage" 子包中，有一个名为 "module3.py" 的模块。这个模块同样包含了一些变量、函数、类的定义，但它是在 "subpackage" 这个特定的上下文中使用的。

现在，可以在应用程序的任一模块中，从包中导入想要的模块

import my_package.subpackage # 当不指定模块名称时，默认导入 __init__.py 中的成员，与 JavaScript 项目中的 index.js 文件作用类似
from my_package.subpackage.module3 import my_function # 从 module3.py 中的导入 my_function

如上，由包和模块的搭配，让代码形成了 "命名空间" 。

:::tip 许多 JavaScript 工程师刚接触 Python 包相关的知识时，可能还会遇到代码中的包导入时报 搜索路径相关错误 的问题，可通过 官方文档 中的说明解决。 :::

相关资源

• docs.python.org/3/tutorial/...

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