認識函式

在建立複雜的程式時，通常我們會把功能拆解成一段段小程式，以利於抽象化、重複使用和方便測試程式，將程式依據功用拆解成不同函式則是讓你的程式邁向模組化。
常見的函式可以分為三種：
1.內建函式：在 Python 程式語言中內建的函式。例如：len() 可以回傳物件內容長度。int() 可以轉換成整數型別、print() 可以列印出訊息、abs() 可以取得絕對值等。若是想要產生隨機值，可以引入 import random。
2.第三方模組函式：需要透過套件管理工具（例如：pip）安裝後，才能引入使用。
3.使用者自定義函式：使用者自定義的函式。

使用函式的步驟:
1.定義函式(包含函式傳入參數、回傳值、函式執行內容、docstring 文字字串說明）
2.使用函式（呼叫函式）

練習：使用內建函式

import random
#模組提供了生成亂數的相關函數

stock_list = ['2330', '2002', '2317']
# random.randint 隨機產生 索引從0開始到包含2的元素 
stock_number = stock_list[random.randint(0, 2)]
print(stock_number)

建立函式

建立函式前須要先思考幾個問題:
1.函式的功用
2.函式需要輸入哪些參數
3.函式需要回傳哪些資料

在Python中鐘，使用def來定義函式:

def 函式名稱(參數1, 參數2, 參數3, ...):
    """
    docstring 函式使用方式介紹
    """
    程式執行區塊
    return 回傳值

以未使用函式的例子舉例:

#定義一個可以傳入兩個參數，回傳兩者相乘的函式
result_1=1*3
result_2=100*23

print(result_1)
print(result_2)

使用函式:

# 定義函式，裡面使用 """ 撰寫的註解內容為 docstring 就是介紹函式如何使用的文件
def multiply(number1, number2):
    """
    :param number1: this is a first param
    :param number2: this is a second param
    :returns: this is a description of what is returned
    """
  #函式主體
    return number1 * number2

# 呼叫使用函式:執行函式以完成特定任務或計算
result_1 = multiply(1, 3)
result_2 = multiply(100, 23)


print(result_1)
print(result_2)

練習:建立你的第一個函式

撰寫一個攝氏轉華氏的函式（運算公式為：F = 9/5 * C + 32），讓使用者可以傳入攝氏參數並回傳轉換華氏的結果。

#transfer為函式名稱。只有一個輸入參數，因為只需要攝氏溫度。
def transfer(Celsius_degree):
  """
  :Celsius_degree: first param.
  :return:converts Celsius degree which user input to Fahrenheit degree.
  """
  #函式主體
  return Celsius_degree * 9/5 + 32

#讓使用者輸入
user_input = float(input("Enter Celsius degree: "))

#呼叫函式
result = transfer(user_input)

#f-string，可以在字串中包含表達式。使用大括號 {} 將表達式放入字串中
print(f"{user_input} Celsius is {result} Fahrenheit.")

文字字串說明（docstring）

目的為撰寫程式時通常不會只有一個程式設計師，考量到與其他工程師合作。在 Python 函式中文字字串說明（docstring）是用來說明 function 如何使用的文件，通常使用"""將內容包含在裡面。

文字字串說明（docstring）通常會包含使用方式和功能、參數名稱和說明、參數資料型別、回傳值和說明及其資料型別等。

def multiply(number1, number2):
    """
This function will return the two numbers multiply value
    :param number1 (int): this is the first param
    :param number2 (int): this is the second param
    :returns (int): this is the multiply return value
    """
    return number1 * number2

也可以使用 help()來查詢內建函式的文字說明，使用方式如下：

# help(查詢的內建函式)，這邊查詢 len
help(len)

函式傳入參數

函式在定義時會定義好要傳入哪些形式參數（paramter），而實際傳入的值則稱為實際參數（argument）值。

# number1, number2 為形式參數（paramter）
def multiply(number1, number2):
    return number1 * number2

# 1, 3 為實質參數（argument）
result_1 = multiply(1, 3)

若參數為可變物件(list,dict等)，會因為修改到原來物件內容而影響到原本傳入的參數物件。

def get_the_first_element(user_list):
  user_list[0] = 'steven'
  return user_list[0]

# user_list 為實質參數（argument）
user_list = ['jack', 'tom', 'toby', 'marry', 'amy']
result_1 = get_the_first_element(user_list)

# steven
# ['steven', 'tom', 'toby', 'marry', 'amy'] 可以看到 user_list 也被更改影響到
print(result_1)
print(user_list)

避免更改到原有物件內容:

def get_the_first_element(user_list):
    # 亦可使用 user_list = user_list[:] 將值進行複製
    user_list = user_list.copy()
    user_list[0] = 'steven'
    return user_list[0]

# user_list 為實質參數（argument）
user_list = ['jack', 'tom', 'toby', 'marry', 'amy']
result_1 = get_the_first_element(user_list)

# steven
# ['jack', 'tom', 'toby', 'marry', 'amy']
print(result_1)
print(user_list)

函式回傳值

Python 函式回傳值上可以使用單一值：

#定義函式與參數
def add_numbers(a, b):
#函式主體
    return a+b
#呼叫函式，希望此函式達成什麼目的
result = add_numbers(2, 3)
print(result)

使用 tuple 容器物件讓函式不只回傳一個值：
(當你的值都不會改變，而且你也不希望值被更動的時候，適合使用 tuple)

#定義函式與參數
def get_the_first_and_last_elements(user_list):
  #複製userlist避免更改到原有物件內容:
    copied_list = user_list.copy()
  #將第一個元素更動為steven
    copied_list[0] = 'steven'
  #函式主體 首個元素與最末元素
    return (copied_list[0], copied_list[-1])


user_list = ['jack', 'tom', 'toby', 'marry', 'amy']

#呼叫函式
(first_element, last_element) = get_the_first_and_last_elements(user_list)


print(first_element, last_element)
print('-------')
#tuple為不可變，再者運行上以複本(copied_list)運行，故原始user_list不會遭受更動
print(user_list)

使用函式

當呼叫函式時，可以使用兩種主要的方式：

1.按照順序傳入的位置參數法（Positional Argument）： 根據函式定義的參數順序依次傳入值。

2.指定關鍵字/指名參數法（Keyword Argument）： 直接指定參數名稱並提供對應的值，這樣可以不受參數順序的限制。

需要注意的是，如果同時混用這兩種方式，按照順序傳入的位置參數法的參數必須放在指定關鍵字/指名參數法的參數之前，否則會發生錯誤。

def multiply(number1, number2):
    return number1 * number2

# 指定參數關鍵字：12 * 3 = 36
multiply(number1=12, number2=3)
# 指定參數關鍵字：3 * 12 = 36
multiply(number2=12, number1=3)

# 按照順序法：12 * 3 = 36
multiply(12, 3)
# 按照順序法：3 * 12 = 36
multiply(3, 12)

練習：設計傳入字串可以回傳字串長度的函式

請設計一個函式，讓使用的人可以傳入字串後可以回傳字串長度（不含 , 和 .）。

def get_text_length(text):
  """
  :param text (str): text string
  :returns (int): it will return text parameter length
  """
  text = text.replace('.', '').replace(',', '')
  return len(text)

length = get_text_length('Life is short, I use python.')
print(length)

全域變數與區域變數

一般在函式內部使用的變數我們稱之為區域變數，其生命週期僅限於函式內，在函式外無法使用。若是在函式外部定義的變數，整個程式都可以使用的則稱為全域變數，一般若要在函式中使用會在變數名稱前面加上 global 關鍵字代表全域變數。