一、函数的基本概念
1.1 函数在数学中的概念
函数指一个量随着另一个量的变化而变化。
函数的数学形式：y=f(x)
f是一种定义好的关系，可以简称为函数，在函数f中，只要x值的确定，那么y的值一定是确定的。y的值随x值的变化而变化。
1.2 Python中的函数
函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。
Python中函数可以分为内置函数和自定义函数。
前面课程用到的print()和input()也是函数，只不过是内置函数，即系统已经事先定义好的函数。
在大多数情况下，我们需要根据自己的需要自定义函数。
自定义函数的基本语法格式
def 函数名(参数列表):
函数体
return 返回值
自定义函数由def关键字、函数名、参数列表、函数体、返回值五部分组成。
-
def关键字必备
- 函数名必备，函数名除满足标识符的基本要求外，注意不要跟系统关键字、内置函数冲突（初学者最容易出现的问题）。
- 参数列表中
()不能省略。参数是可选的！Python函数参数形式较多，这也是函数学习中的难点！
- 函数体可选，函数体即函数执行的功能代码。
-
return语句为可选项，return语句后面的表达式或值就是返回值，即函数被调用后返回的一个变量。如果没有return语句，返回值为None，即空对象。
注意！函数体和return至少存在一个，不能同时没有两者
思考：通过函数定义的格式学习，今后用到某些函数、方法的时候，应当注意哪些事项？
案例1：定义函数、调用函数
#定义函数
def hello():
print("你好！")
return 1
#调用函数
hello()
程序运行结果为：
你好！
案例分析
该案例可分为函数定义和函数调用两个部分。
函数定义部分
我们定义了一个函数，其中：
函数名为hello
参数列表为()，即没有参数
函数体为print(“你好！”)
返回值为1
调用函数部分
调用函数的基本格式为：函数名()
注意区分函数的返回值和函数的执行结果！
问题
在本案例中函数的执行结果是什么，返回值是什么？
函数的执行结果是函数调用后一定能得到的结果！
返回值在函数被调用后产生，但是我们只有接收使用时，才能感受到它的存在！
练习一：
试一试运行以下代码，分析下结果中哪些是运行hello函数的执行结果，哪些时函数的返回值。
def hello():
print("你好！")
return 1
print(hello())
1.3 编写函数的优势
- 函数的使用可以重用代码，提搞代码的重复利用率。即一次定义，多次调用。
- 函数能够封装内部实现，使用者不用关心函数内部实现，只需要知道这个函数怎么用即可。例如：我们买汽车，通常不是买一堆零件自己组装，而是买的厂家直接“封装”好的汽车。我们只管使用汽车，不用关心汽车是如何生产的。
- 函数可以有效组织代码，使程序模块化，便于程序的阅读、调用、修改和完善。
二、函数的参数
在前面的例子中，函数的参数列表为空，也就是没有参数，函数的执行结果是固定的，不能随着参数变化而变化。
下面我们就通过一系列例子来感受下函数参数的应用！
2.1 形参、实参
案例2：简单的带参数的函数
def cacl(a, b):
result = a*10 + b
return result
print(cacl(1,2))
print(cacl(2,1))
如果有多个参数，参数用 , 隔开。
注意形参（parameter）、实参（argument）的区别
定义函数时的参数 形参，调用函数时用的值 实参
在本案例中，a、b是形参，1、2是实参。
形参即形式参数，实参即实际的参数。
2.2 位置参数
函数参数常用的传递方式有位置参数和默认参数。
位置参数，也叫必传参数、顺序参数，在所有参数中是最重要的。也是在调用函数时必须明确提供的参数！位置参数必须按先后顺序，一一对应，参数个数不能多也不能少。
例如案例3，定义时有2个参数a、b，如果调用时我们用
calc(1)，即只用1个参数，程序就会出错
2.3 默认参数
在函数定义时，可以给参数设定一个默认值，那么这个参数就是默认参数，不再是位置参数了。调用函数时，可以给默认参数设定一个值，如果不写默认参数，默认参数自动取默认值。
案例3：默认参数
def chengji(x, n=3):
return x*n
res1 = chengji(2,n=4)
res2 = chengji(2)
res3 = chengji(2,5)
print(res1, res2, res3)
默认情况下，参数值和参数名称是按函数声明中定义的顺序匹配起来的。
2.4 参数定义及调用顺序
函数参数定义的顺序规则：位置参数在前，默认参数在后
函数参数调用（即实参）顺序：位置参数按在前，按位置取值；默认参数位置可调整，指定参数名称时按参数名称取值，未指定名称时，按参数定义顺序取值。
练习二：函数参数定义及调用顺序
def test1(a,b,c=1,d=2):
print(a,b,c,d)
#test1函数按顺序输出a,b,c,d四个变量的值，运行以下函数调用语句，体会参数调用顺序。
test1(1,2)
test1(1,2,d=3,c=2)
test1(1,2,d=4)
test1(1,2，3)
三、变量的作用域
变量的作用域非常重要，用于了解程序中变量是否有效。
在函数内定义的变量叫做局部变量（local variable），只在函数内部有效。
在全局（可以简单的认为定义在函数外）定义的变量叫做全局变量（global variable），在整个程序中都有效。
案例：局部变量
def c():
d =2
c()
print(d)
案例分析
我们在函数c中定义了变量d，d为局部变量，只能在函数内部使用，执行函数c后，打印变量d结果为
Traceback (most recent call last):
File "c:/Users/Administrator/Desktop/111.py", line 13, in <module>
print(d)
NameError: name 'd' is not defined
print(d)是在函数外调用d，变量d出了函数的作用域！
案例：全局变量
a=1
def c():
d = 2
print(a + d)
c()
案例分析
本案例先定义了全局变量a，然后在函数c中定义了局部变量d，在函数中计算a+d的值并打印输出，最后执行函数c。结果为
3，说明全局变量a在函数内也可以使用。
案例：全局变量进阶
运行这两个程序，对比下结果！
#程序1
a = 1
def b():
a = 2
b()
print(a)
#程序2
a = 1
def b():
global a
a = 2
b()
print(a)
案例分析
在函数内部，如果局部变量与全局变量变量名一样，则优先调用局部变量。如果全局变量是不可变对象，在函数内部改变全局变量，需要在前面加上global关键字，在执行函数之后，全局变量值也会改变。
给变量命名时一定要想清楚：变量是否需要全局访问，如不需要，避免在函数等局部作用域中定义同名的变量。
练习三：计算阶乘
写一个函数，实现功能为传入一个大于1的整数n，求123*…*n的结果，并返回。（求阶乘）
def factorial(x):
result = 1
for i in range(1,x+1):
return result
print(factorial(5))
四、综合案例：使用函数建造房子
要求设计一个函数实现自定义建造房子，可以设置建造房子的位置和大小！
案例分析
原案例根据玩家坐标确定建造位置，玩家坐标可以设置为其它任意坐标。原案例大小根据size变量确定，可以修改该变量改变房子大小。
因此，函数的参数可以设置4个，前3个为xyz坐标，最后一个设置为大小，默认为20。
代码实现
import mcpi.minecraft as minecraft
import mcpi.block as block
#先导入所需模块，然后连接游戏
mc = minecraft.Minecraft.create()
#size表示所建房屋的大小，改变size可以改变房子的大小
size = 20
#获取玩家所在坐标点
pos = mc.player.getTilePos()
x=pos.x
y=pos.y
z=pos.z
def create_house(x, y, z, size=20):
'''
x,y,z为建造房子的基准坐标点
size为房屋大小
'''
#midx、midy为正面方向房子在x、y轴上的中间点，便于计算窗户和门的坐标
#如果房子大小改变，窗户、门的位置也会随之变化
midx = x + size/2
midy = y + size/2
#根据size建造一个实心立方体
mc.setBlocks(x, y, z, x+size, y+size, z+size, block.COBBLESTONE.id)
#将立方体的内部掏空
mc.setBlocks(x+1, y, z+1, x+size-1, y+size-1, z+size-1, block.AIR.id)
#实现门,midx代表了x轴坐标的中间位置
mc.setBlocks(midx-1, y, z, midx+1, y+3, z, block.AIR.id)
#填充玻璃窗户
mc.setBlocks(x+3, y+size-3, z, midx-3, midy+3, z, block.GLASS.id)
mc.setBlocks(midx+3, y+size-3, z, x+size-3, midy+3, z, block.GLASS.id)
#使用木材方块建造一个屋顶
mc.setBlocks(x, y+size, z, x+size, y+size, z+size, block.WOOD.id)
#在房子内增加一个羊毛地毯
mc.setBlocks(x+1, y-1, z+1, x+size-1, y-1, z+size-1, block.WOOL.id)
create_house(x,y,z)
小结
函数定义：注意函数定义的各个组成部分
函数的参数：
注意形参、实参的区别
注意各类参数定义与调用的顺序
变量作用域：注意变量定义的位置
