第二章 函數

14. 盡量用異常來表示特殊情況，而不要返回None。

• 用None這個返回值來表示特殊意義的函數，很容易使調用者犯錯，因為None和0及空字符串之類的值，在條件表達式里都會評估為False。
• 函數在遇到特殊情況時，應該拋出異常，而不要返回None。調用者看到該函數的文檔中所描述的異常之后，應該就會編寫相應的代碼來處理它們了。

示例

編寫工具函數（utility function）時，程序員喜歡給None這個返回值賦予特殊含義。例如，兩數相除，除數為0時返回None表示除數為0，似乎是合理的。

def divide(a, b):
    try:
        return a/b
    except ZeroDivisionError:
        return None
#在調用該函數時，調用者會對這個特殊含義做出解讀。
result = divide(x, y)
if result is None:
    print('Invalid inputs')

如果分子是0，那么結果為0 。但是對于if result is None這句來說，會出問題。因為我們可能不會專門去判斷函數的返回值是否為None，而是會假設如果返回結果與False等效的結果，就說明函數出錯了。（如空值，0，空列表等）

x, y = 0, 5
result = divide(x, y)
if not result:
    print('Invalid inputs')  #這段代碼是錯誤的

讓函數返回None，可能會使調用它的人寫出錯誤的代碼。解決辦法是不返回None，而是把異常拋向上一級，讓調用者必須面對它。

def divide(a, b):
    try:
        return a/b
    except ZeroDivisionError as e:
        raise ValueError('Invalid inputs') from e

這樣調用者需要處理因輸入值引起的異常了。

x, y = 5, 2
try:
    result = divide(x, y)
except ValueError:
    print('Invalid inputs')
else:
    print('Result is %.1f' % result)

15.了解如何在閉包里使用外圍作用域中的變量。

• 對于定義在某作用域內的閉包來說，它可以引用這些作用域中的變量。
• 使用默認方式對閉包內的變量賦值，不會影響外圍作用域中的同名變量。
• 在Python3中，程序可以在閉包內用nonlocal語句來修飾某個名稱，使該閉包能夠修改外圍作用域中的同名變量。

16. 考慮用生成器來改寫直接返回列表的函數

• 使用生成器比把收集到的結果放入列表里返回給調用者更加清晰。
• 由生成器函數所返回的那個迭代器，可以把生成器函數體中傳給yield表達式的那些值依次產生出來。
• 無論輸入量多大，生成器都能產生一系列輸出，因為這些輸入量和輸出量都不會影響它在執行時所耗的內存。

#找到字符串中每個單詞的首字母在整個字符串的位置
def index_words_iter(text):
    if text:
        yield 0
    for index, letter in enumerate(text):
        if letter == ' ':
            yield index+1

調用該生成器函數返回的迭代器，可以傳給內置的list函數，將其轉換為列表，避免了占用大量內存。

address = 'Four score and seven years ago...'
result = list(index_words_iter(address))

17.在參數上面迭代時，要多加小心。

• 函數在輸入的參數上面多次迭代時要當心，如果參數是迭代器，可能會出現奇怪的行為并錯失某些值。因為迭代器有狀態，只能產生一輪結果，并且在用完的（exhausted，又稱耗盡的）迭代器上面繼續迭代時不會報錯。
• python的迭代器協議，描述了容器和迭代器應該如何與iter和next內置函數、for循環及相關表達式相互配合。
• 把iter方法實現為生成器，即可定義自己的容器類型。
• 想判斷某個值是迭代器還是容器，可以拿該值為參數，兩次調用iter函數，若結果相同，則是迭代器，調用內置的next函數即可令該迭代器前進一步。

18.用數量可變的位置參數減少視覺干擾（visual nosie）。

• 在def語句中使用*args，即可令函數接受數量可變的位置參數。
• 調用函數時，可以采用*操作符，把序列中的元素當成位置參數，傳給該函數。
• 對生成器使用*操作符，可能導致程序耗盡內存并崩潰。
• 在已經接受*args參數的函數上面繼續添加位置參數，可能會產生難以排查的bug。

#定義log函數以便打印調試函數，參數固定，即使沒有值要打印也要傳遞空列表
def log(message, values):
    if not values:
        print(message)
    else:
        values_str = ', '.join(str(x) for x in values)
        print('%s: %s' % (message, values_str)
#改為可選的位置參數（星號參數）能更清晰，減少干擾。
def log(message, *values):
    if not values:
        print(message)
    else:
        values_str = ', '.join(str(x) for x in values)
        print('%s: %s' % (message, values_str)

#如果傳遞列表給可變長的函數，調用時可以在列表前加上*，這樣python會把列表元素視為位置參數。
favorites = [7, 33, 99]
log('Favorite colors', *favorites)
#采用數量可變的位置參數會引起兩個問題。第一，變長參數在傳遞時先轉化成元組。
#如果把（*生成器）作為參數，python必須迭代一輪，并放入元組，可能會消耗大量內存。
def my_generator():
    for i in range(10):
        yield id
def my_func(*args):
    print(args)
it = my_generator()
my_func(it)
#第二個問題是在已經接受*args參數的函數上面繼續添加位置參數，可能會產生難以排查的bug。
def log(sequence, message, *values):
    if not values:
        print('%s: %s' % (sequence, message)
    else:
        values_str = ', '.join(str(x) for x in values)
        print('%s: %s: %s' % (sequence, message, values_str)
log(1, 'Favorites', 7, 33)#New usage is OK
log('Favorite numbers', 7, 33)#Old usage breaks
>>>
1: 'Favorites': 7, 33   
'Favorite numbers': 7: 33   
#這里的問題在于第二條log語句是以前寫好的，當時的log函數還沒有sequence參數，
#現在多了這個參數，使7變成了message參數的值，這種bug很難追蹤，因為代碼仍然運行且不拋出異常。
#為了避免這種問題，我們應該使用只能以關鍵字形式指定的參數，來擴展這種接收*args的函數（21條）

19.用關鍵字參數來表達可選的行為。

• 函數參數可以按位置或關鍵字來指定。
• 只使用位置參數來調用函數，可能會導致這些參數值的含義不夠明確，而關鍵字參數則能夠闡明每個參數的意圖。
• 給函數添加新的行為時，可以使用帶默認值的關鍵字參數，以便與原有的函數調用代碼保持兼容。
• 可選的關鍵字參數總是應該以關鍵字形式來指定，而不應該以位置參數的形式來指定。

20.用None和文檔字符串來描述具有動態默認值的參數。

• 參數的默認值，只會在程序加載模塊并讀到本函數的定義時評估一次。對于{}或[]等動態的值，可能會導致奇怪的行為。
• 對于以動態值作為實際默認值的關鍵字參數來說，應該把形式上的默認值寫為None，并在函數的文檔字符串里面描述該默認值所對應的實際行為。

def log(message, when=datetime.now()):
    print('%s: %s' % (when, message))
#參數的默認值會在模塊加載進來的時候求出，一旦加載進來，默認值就固定不變了，程序不會再次執行datetime.now()    
>>> log('Hi there!')
2019-03-19 11:16:00.139197: Hi there!
>>> log('Hi, again!')
2019-03-19 11:16:00.139197: Hi, again!
#若要實現動態默認值，習慣上是把默認值設為None，并在文檔字符串中把None對應的實際行為描述出來
def log(message, when=None):
    '''Log a message with a timestamp.

    Args:
        message: Message to print.
        when: datetime of when the message occured.
            Defaults to the present time.
    '''
    when = datetime.now() if when is None else when
        print('%s: %s' % (when, message))
>>> log('Hi there!')
2019-03-19 11:23:34.145581: Hi there!
>>> log('Hi, again!')
2019-03-19 11:23:41.577505: Hi, again!
##注意下面
Note = '如果參數的實際默認值是可變類型（mutable），如{},[]，則一定要用None作為形式上的默認值。'

21. 用只能以關鍵字形式指定的參數來確保代碼清晰。

• 關鍵字參數能夠使函數調用的意圖更加明確。
• 對于各參數之間很容易混淆的函數，可以聲明只能以關鍵字形式指定的參數，以確保調用者必須通過關鍵字來指定它們。對于接受多個Boolen標志的函數，更應該這么做。
• 在編寫函數時，Python3有明確的語法來定義這種只能以關鍵字形式指定的參數。

#要計算兩數相除，同時忽略OverflowError異常并返回0，忽略ZeroDivisionError，返回無窮。
def safe_division(number, divisor, ignore_overflow, ignore_zero_division):
    try:
        return number / divisor
    except OverflowError：
        if ignore_overflow:
            return 0
        else:
            raise
    except ZeroDivisionError:
        if ignore_zero_division:
            return float('inf')
        else:
           raise
#調用函數
result = safe_division(1.0, 10**500, True, False)
print(result) >>>0.0
result = safe_division(1, 0, False, True)
print(result）>>>inf
#但是調用者調用代碼時可能分不清這兩個參數。
#提升代碼可讀性的方法是采用關鍵字參數。
def safe_division(number, divisor, ignore_overflow=False, ignore_zero_division=Flase):
    try:
        return number / divisor
    except OverflowError：
        if ignore_overflow:
            return 0
        else:
            raise
    except ZeroDivisionError:
        if ignore_zero_division:
            return float('inf')
        else:
           raise
result = safe_division(1.0, 10**500, ignore_overflow=True)
result = safe_division(1, 0, ignore_zero_division=True)
#但這種方式也有缺陷，因為關鍵字參數是可選的，所以沒辦法確保函數調用者一定會使用關鍵字來指定這些參數的值，依然可以使用位置參數的形式調用它。
result = safe_division(1.0, 10**500, True, False)
#對于這種復雜的函數來說，最好保證調用者必須以清晰的調用代碼來闡明調用該函數的意圖。
#python3可定義必須以關鍵字形式指定參數。
#*標志位置參數就此終結，之后的參數只能以關鍵字形式指定。
def safe_division(number, divisor, *  ignore_overflow=False, ignore_zero_division=Flase):
#這樣不能以位置參數的形式來指定關鍵字參數了。
result = safe_division(1.0, 10**500,True，False)#錯誤
#但依然可以用關鍵字的形式指定，如果不指定，依然會采用默認值。
result = safe_division(1.0, 10**500, ignore_overflow=True)