常用内建函数

在今后的学习过程中，我们会用到很多内建函数，比如标准的输入输出，类型转换等等。内建函数实现了一些常用的功能，可以直接拿来使用。

print()

我们在hello, world中已经使用过了print()函数:

>>>print("hello, world!")
hello, world!

print()函数的功能就是将参数的内容打印出来:

1. 对于实际的值，原样打印，字符串要用引号（如上）

>>> print(1)
1
>>> print(1.4)
1.4
>>> print(True)
True

2. 对于变量，打印变量内存储的值

>>> a = 4
>>> print(a)
4
>>> name = "Chris"
>>> print(name)
Chris

3. 也可以打印函数返回的值

>>> print(chr(65))
A

print()函数是默认以\n结束，也就是说，当打印完信息之后自动会换行，如果想要不自动换行，可以给参数end传一个别的值:

>>>print(123);print(456)
123
456
>>>print(123, end = "$");print(456)
123$456

print()函数也可以打印多段值，默认用' '隔开，如果想要换成其它分隔符，可以给参数sep传入其它值:

>>> a = 'A'
>>> b = 'B'
>>> c = 'C'
>>> print(a,b,c)
A B C
>>> print(a,b,c,sep = "&")
A&B&C

占位符

在用print()函数向终端输出信息时，可以使用占位符来格式化：

>>> print("%s is a student." %"Tom")
Tom is a student.
>>> name = "Jerry"
>>> print("%s is a student." %name)
Jerry is a student.

>>> age = 10
>>> print("He is %d years old." %age)
He is 10 years old.

>>> height = 1.46
>>> print("His height is %.1f." %height)
His height is 1.5.

#有多个占位符时，需要用括号
>>> print("%s is a student. He is %d years old. His height is %.1f." %(name, age, height))
Jerry is a student. He is 10 years old. His height is 1.5.

#如果不填充占位符，那么就会原样输出。
>>> print("%s is a student. He is %d years old. His height is %.1f.")
%s is a student. He is %d years old. His height is %.1f.

input()

input()函数可以接收标准输入的数据，并且把数据以字符串格式返回，括号里的参数会被输出到终端作为提示用，这里参数的用法和print()一致:

>>> input()
# 下面一行是输入的内容，在输入时会有光标闪烁
1
# 下面一行是input()函数返回的值
'1'
>>> input("Input a value:")
# 先输出提示的参数，然后再在后面输入内容，在输入时会有光标闪烁
Input a value:1
'1'

由于input()是有返回值的函数，所以当我们输入了值之后，如果没有把返回的值赋值给变量，那么这个值会马上被缓存释放，并不再存在，所以我们要用一个变量来接收这个返回值:

>>> a = input("Input a:")
# 下面一行是输入的内容，在输入时会有光标闪烁
Input a:1
>>> print(a)
'1'

练习: 从终端输入两个值，分别赋值给变量a和b，并尝试进行计算下列算式，查看结果:

>>> a = input("Input a:")
Input a: #输入值给a
>>> b = input("Input b:")
Input b: #输入值给b

#尝试下列算式：
>>> a + b
>>> a - b
>>> a * b
>>> a / b

int()和float()

假如你已经尝试了上述代码，给a 赋值了1，给b 赋值了2，那么你会发现加法运算的结果是'12'，而其它运算都报了错误:

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#71>", line 1, in <module>
    a-b
TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'str' and 'str'
...
TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'str'
...
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'

相信细心的同学已经想到了原因:用input()函数通过终端输入的内容都会以字符串的形式返回出来，但是字符串与字符串之间并没有-、*、/的运算，而+运算只是把两个字符串连接到一起。

为了能够进行数学运算，我们需要用到int()和float()将返回的字符串转换成数值：

• int(): 将输入的参数转换成整型，可以输入的参数为<整型、浮点型和整数型的字符串>

>>> int(1)
1
>>> int(1.5)
1
>>> int("32")
32
>>> int("2.2")
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#74>", line 1, in <module>
    int("2.2")
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '2.2'

# int()是有返回值的函数，需要用变量接收返回值:
>>> a = int("32")
>>> print(a)
32

• float():将输入的参数转换成浮点型，可以输入的参数为<整型、浮点型和数值型的字符串>

>>> float(3)
3.0
>>> float(1.2)
1.2
>>> float("2.2")
2.2
>>> float("2.2.2")
...
   Traceback (most recent call last):
      File "<pyshell#78>", line 1, in <module>
        float("2.2.2")
   ValueError: could not convert string to float: '2.2.2' 

# float()是有返回值的函数，需要用变量接收返回值:
>>> a = float("1.5")
>>> print(a)
1.5

函数之间是可以嵌套的:

>>> a = int(float("2.2"))
>>> print(a)
2

练习: 重新练习下面练习题，从终端输入两个值，分别赋值给变量a和b，并尝试进行计算下列算式，查看结果 要求：1. 第一次尝试给 a和b 分别输入整型 2. 第二次尝试给 a和b 分别输入浮点型

>>> # input a 代码，由学生练习时填写
>>> # input b 代码，由学生练习时填写
#尝试下列算式：
>>> a + b
>>> a - b
>>> a * b
>>> a / b

str()

str()用来将输入的参数转换成字符串并返回:

>>> str(1)
'1'
>>> a = str(1)
>>> print(a)
>>> a
'1'

在IDLE中，用交互环境直接输入变量名字，会打印出该变量的值，这个和 print()是有区别的，如果用print()打印出来的是用户能理解的数据，而直接输入变量名字，打印出来的是解释器能理解的数据。但是在文本编程环境中，只能用print()函数。

eval()

eval() 函数用来执行一个字符串表达式，并返回表达式的值。

>>> a = 5
>>> b = eval("a + 5")
>>> print(6)
b

如果字符串表达式中用到的变量不存在，就会报错:

>>> c = eval("d + 3")
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#85>", line 1, in <module>
    c = eval("d + 3")
  File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'd' is not defined. Did you mean: 'id'?

chr()和ord()

我们可以将这两个函数理解成字典，chr()和ord()的功能是正好相反的，chr()是根据数值查找字符，ord()是根据字符查找它所在位置。

>>> chr(65)
'A'
>>> ord('A')
65
>>> ord("我")
25105

函数的参数

通过上面内建函数的学习，我们发现在调用函数时需要在()给出一个值，这个值就是参数。

也许你已经在数学中学习过了有关未知数的概念，那么你对参数已经有了初步的接触，如下面的方程：

\[5x+(4 \times 5)-19=46\]

我们可以经过解方程得到\(x\)的值为9，然而这里的\(x\)是一个固定的值，在解方程之前它只是个未知数，只有解开方程之后才知道它的值是多少。

然而，Python中参数更像是初中要学习的函数里的定义域:

\[ y=x^2+2x+1 \]

或者

\[ f(x)=x^2+2x+1 \]

这里的\(x\)是一个变化的值，随着\(x\)的变化，\(y\)或者函数\(f(x)\)的值也会变化。在编程领域，这里的\(x\)定义域可以理解成参数(parameters)。

此处我们先对位置参数和默认值参数简单介绍一下，首先需要知道的是，函数的参数可以有零个和多个：

1. 当函数f没有参数时，在调用时只需要写出f()即可，括号内不需要给出任何值。

2. 当函数f有一到多个位置参数时，有三种调用方式，假设函数为f(a, b, c):

   • 按顺序传参数，比如f(a, b, c)；
   • 传值时，按名字传参数，比如f(b=1, a=5, c=4)，如果写在最前面的参数不是位置1的参数，那么其它参数必要都要按名字传值；
   • 最前面参数按顺序传参时，排在后面的参数可以按名字传，比如f(1, c=5, b=10)。

3. 当函数f中，有默认值参数时，根据Python语法，默认值一定会写在位置参数之后，调用方式除第2点中的三种之外，还有另外一种方式为，假设函数为f(a, b=5, c=7)：

   • 不给默认值参数传值，调用时直接写f(1)；
   • 当不需要给第二个参数传值时，可以写作f(1, c=7)。

返回值

调用一个有返回值的函数会生成一个值，我们通常可以将这个返回值赋值给某个变量，或者将函数的调用作为为表达式的一部分。

例如：

>>> a = int('5')
>>> b = int('5') + 7

在 Python 中，直接执行有返回值的函数不会有错误发生，但是这个返回值只在缓存里短暂地保留，稍后很快就会被释放。可以将函数比喻成一只母鸡，输入的参数值比喻成虫子，而接受返回值的变量或者表达式可以比喻成篮子；母鸡吃了虫子之后，就会下蛋；如果没有篮子接受这颗蛋，它就会碎掉；所以为了保护鸡蛋的完整，需要有篮子接住它。

基于上述原因，我们在调用有返回值函数时要配合变量或者表达式来使用，不要做无用的调用。