关于函数的学习(四) — 传递列表

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传递列表

我们向函数传递列表很有用,这种列表包含的可能是名字、数字或更复杂的对象(如字典)。将列表传递给函数后,函数就能直接访问其内容。下面使用函数来提高处理列表的效率。
假设有一个用户列表,我们要问候其中的每位用户。下面的示例将一个名字列表传递给一个名为users()的函数,这个函数问候列表中的每个人:

def users(names):
    """向列表中的每位用户都发出简单的问候"""
    for name in names:
        msg = "Hello, "+name.title()+"!"
        print(msg)
        
usernames = ['zhang', 'ji', 'bin']
users(usernames)

我们将users()定义成接受一个名字列表,并将其存储在形参names中。这个函数遍历收到的列表,并对其中的每位用户都打印一条问候语。我们定义了一个用户列表——usernames,然后调用users(),并将这个列表传递给它:

Hello, Zhang!
Hello, Ji!
Hello, Bin!  

输出完全符合预期,每位用户都看到了一条个性化的问候语。每当你要问候一组用户时,都可调用这个函数。   

1.在函数中修改列表

将列表传递给函数后,函数就可对其进行修改。在函数中对这个列表所做的任何修改都是永久性的,这让你能够高效地处理大量的数据。
来看一家为用户提交的设计制作3D打印模型的公司。需要打印的设计存储在一个列表中,打印后移到另一个列表中。
下面是在不使用函数的情况下模拟这个过程的代码:

designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
models = []

# 模拟打印每个设计,直到没有未打印的设计为止
#  打印每个设计后,都将其移到列表completed_models中
while designs:
    design = designs.pop()
    
    #模拟根据设计制作3D打印模型的过程
    print("Printing model: "+design)
    models.append(design)
    
# 显示打印好的所有模型
print("\nThe following models have been printed:")
for model in models:
    print(model)

这个程序首先创建一个需要打印的设计列表,还创建一个名为的空列表,每个设计打印都将移到这个列表中。只要列表designs中还有设计,while循环就模拟打印设计的过程:从该列表末尾删除一个设计,将其存储到变量design中,并显示一条消息,指出正在打印当前的设计,再将该设计加入到列表models中。循环结束后,显示已打印的所有设计:

Printing model: dodecahedron
Printing model: robot pendant
Printing model: iphone case

The following models have been printed:
dodecahedron
robot pendant
iphone case

为重新组织这些代码,我们可编写两个函数,每个都做一件具体的工作。大部分代码都与原来相同,只是效率更高。第一个函数将负责处理打印设计的工作,而第二个将概述打印了哪些设计:

def print_models(designs, models):
    """
    模拟打印每个设计,直到没有未打印的设计为止
    打印每个设计后,都将其移到列表models中
    """
    while designs:
        design = designs.pop()
        # 模拟根据设计制作3D打印模型的过程
        print("Printing model: "+design)
        models.append(design)
        
def show_models(models): 
    """显示打印好的所有模型"""
    print("\nThe following models have been printed:")
    for model in models:
        print(model)
        
designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
models = []
print_models(designs, models)
show_models(models)

我们定义了函数print_models(),它包含两个形参:一个需要打印的设计列表和一个打印好的模型列表。 给定这两个列表,这个函数模拟打印每个设计的过程:将设计逐个地从未打印的设计列表中取出,并加入到打印好的模型列表中。
我们定义了函数show_models(),它包含一个形参:打印好的模型列表。给定这个列表,函数show_models()显示打印出来的每个模型的名称。
这个程序的输出与未使用函数的版本相同,但组织更为有序。完成大部分工作的代码都移到了两个函数中,让主程序更容易理解。只要看看主程序,你就知道这个程序的功能容易看清得多。
我们创建了一个未打印的设计列表,还创建了一个空列表,用于存储打印好的模型。
由于我们已经定义了两个函数,因此只需调用它们并传入正确的实参即可。我们调用print_models()并向它传递两个列表;
我们调用show_models(),并将打印好的模型列表传递给它,让其能够指出打印了哪些模型。
描述性的函数名让别人阅读这些代码时也能明白,虽然其中没有任何注释。
相比于没有使用函数的版本,这个程序更容易扩展和维护。如果以后需要打印其他设计,只需再次调用print_models()即可。
如果我们发现需要对打印代码进行修改,只需修改这些代码一次,就能影响所有调用该函数的地方;与必须分别修改程序的多个地方相比,这种修改的效率更高。
每个函数都应只负责一项具体的工作。第一个函数打印每个设计,而第二个显示打印好的模型;
这优于使用一个函数来完成两项工作。编写函数时,如果你发现它执行的任务太多,请尝试将这些代码划分到两个函数中。
总是可以在一个函数中调用另一个函数,这有助于将复杂的任务划分成一系列的步骤。

2.禁止函数修改列表

有时候,需要禁止函数修改列表。例如,假设像前一个示例那样,你有一个未打印的设计列表,并编写了一个将这些设计移到打印好的模型列表中的函数。你可能会做出这样的决定:即便打印所有设计后,也要保留原来的未打印的设计列表,以供备案。但由于你将所有的设计都移出了designs,这个列表变成了空的,原来的列表没有了。为解决这个问题,可向函数传递列表的副本而不是原件;这样函数所做的任何修改都只影响副本,而丝毫不影响原件。
要将列表的副本传递给函数,可以像下面这样做:

function_name(list_name[:])

切片表示法[:]创建列表的副本。在print_models.py中,如果不想清空未打印的设计列表,可像下面这样调用print_models():

print_models(designs[:], models)

这样函数print_models()依然能够完成其工作,因为它获得了所有未打印的设计的名称,但它使用的是列表designs的副本,而不是列表designs本身。像以前一样,列表models也将包含打印好的模型的名称,但函数所做的修改不会影响到列表designs。 虽然向函数传递列表的副本可保留原始列表的内容,但除非有充分的理由需要传递副本,否则还是应该将原始列表传递给函数,因为让函数使用现成列表可避免花时间和内存创建副本,从而提高效率,在处理大型列表时尤其如此。