4.2.1 用函数减少重复代码 首先看一个简单的用字符画一棵树的程序:

【程序 4.1】tree1.py

print "   *  " 
print "  ***  " 
print " ***** " 
print "*******" 
print "   *   " 
print "  ***  " 
print " ***** " 
print "*******"
print "   #   "
print "   #   "
print "   #   "

执行结果如下:

   *   
  ***  
 ***** 
*******
   *   
  ***  
 ***** 
*******
   #   
   #   
   #

尽管程序 4.1 实现了我们预定的功能,但从程序的形式、风格角度看,还是有不足之处。 从程序可见,代码的 1~4 行和 5~8 行是完全相同的①,它们对应于树冠的上下两部分。一 个程序中如果多处出现相同代码,会带来三个问题:第一,重复输入相同代码很烦人;第二, 重复代码使程序不必要地增加长度;第三,也是最重要的一点,代码维护很麻烦。前两条很 容易理解,我们来说明一下第三点。代码维护是指修改代码等工作。当要修改的代码在多处 重复出现时,显然必须在每一个重复出现处做统一的修改,以保持重复代码的一致性,这就 增加了代码维护的难度。

对程序 4.1 来说,重复代码很少,不算什么大问题。然而,如果重复代码很长、重复次 数很多,上述三个问题就不是可以忽视的了。事实上,多次键入重复代码至少会增加输入出 错的可能性,而维护重复代码时也很容易忘记在各处统一修改,这些都会导致重复代码的不 一致。至于重复代码使程序拖沓冗长,就更不必说了。

如何解决这种重复代码问题呢?函数正是我们所需的语言构造。 我们已经知道,函数是一个子程序,其基本思想是将一个语句序列看作一个整体,并为

该语句系列命名。此后,在程序中的任何地方,只要引用该函数名,就能执行函数的语句序 列。创建函数的代码称为函数定义,以后使用函数的代码称为函数调用。

下面我们定义一个函数 treetop(),它的语句序列正是程序 4.1 中的重复代码。注意, 为了更直观地介绍函数定义及其调用,我们特意在 Python 交互环境 IDLE 中来展示有关内 容。

>>> def treetop():
    print "   *   " 
    print "  ***  " 
    print " ***** " 
    print "*******"

def 语句只是定义了新函数 treetop,并没有执行函数体中的语句,因此不会产生显 示输出。直到调用 treetop 函数时,才执行函数体。我们来看看它的功能是什么。

① 如果读者自己在文本编辑器中键入这个程序,一定会使用“复制-粘贴”功能吧。

>>> treetop()
   *
  ***
 *****
*******

可见函数 treetop 正确地打印了树冠的一部分。 接下来定义画出整棵树的函数 tree:

>>> def tree():
    treetop() 
    treetop() 
    print "   #"
    print "   #"
    print "   #"

由于重复代码被函数调用 treetop 代替,这个版本显然比原先的版本简练许多,但程序的 功能完全是一样的,参见下面的运行结果:

>>> tree()
   *
  ***
 *****
*******
   *
  ***
 *****
*******
   #
   #
   #

至此我们用函数解决了重复代码的问题。要注意的是,我们是在交互环境下展示函数定 义和调用的,因而可以先定义函数 treetop 并单独运行此函数,然后再定义主函数 tree 并运行之。如果按通常的做法将代码保存为程序文件,则应将两个函数合并为一个程序文件 来保存,因为它们不过是一个程序的两个部分而已。即如程序 4.2 所示。

【程序 4.2】tree2.py

def treetop(): 
    print "   *   " 
    print "  ***  " 
    print " ***** " 
    print "*******"
def tree():
    treetop() 
    treetop() 
    print "   #"
    print "   #"
    print "   #"
tree()

顺便说明一下,程序 4.2 中定义了两个函数,其中 tree 是主函数,用于完成程序的总 体功能,而 treetop 是辅助性的函数(子程序),用于完成部分功能。其中最后一行是调 用主函数,这是启动整个程序的入口。作为惯例,我们通常将一个程序的主函数(程序入口) 命名为 main。今后,我们给出的例子程序即使并未定义辅助性的函数,我们也将所有代码 置于一个主函数 main 之中,这是惯例,也符合模块化编程的风格——程序至少由一个主控 模块构成。

有的读者也许会问,程序 4.2 中的函数 tree 中,还存在三条重复出现的语句

print "   #"

为何不定义一个函数来避免重复呢?我们不妨再写一个新版本,读者看了之后自然明白这个 做法没什么好处。见下:

def treetop(): 
    print "   *" 
    print "  ***" 
    print " *****" 
    print "*******"
def printhash(): 
    print "   #"
def tree():
    treetop() 
    treetop() 
    printhash() 
    printhash() 
    printhash()
tree()

从这个版本可以看出,由于重复的代码只是一条语句,如果为重复代码定义一个新函数, 不但不能使代码精简,反而使代码变复杂了。更重要的是,利用函数来取代重复代码不是没 有代价的,因为函数调用和返回都需要花费系统开销。这个版本花了代价,却没有带来任何 收益,所以是不合适的。

powered by Gitbook 该教程制作时间: 2016-02-22 19:56:47