函数、调用栈帧及返回值

让每个函数只承担一项明确职责

• 函数 函数将一组命名任务组织在一起。在编写函数体之前，先说明其输入、返回值以及任何副作用 副作用（例如打印输出）。
• 契约 契约规定了调用者可以传入什么内容以及函数承诺返回什么结果。在此例中，金额单位为便士，必须是非负整数。

def add_fee(amount):
    """Return amount plus a fixed fee of 3 pence."""
    return amount + 3

区分输入名称与输入对象

• 在定义中，amount 是形参 形参。在 add_fee(8) 中，表达式 8 提供了实参 实参。实参表达式会在函数体执行前被求值。
• 函数调用将形参名称绑定到所提供的对象上。它不会自动复制该对象，也不会建立调用者的名称与形参名称之间的链接。

amount = 4
result = add_fee(amount * 2)
print(amount, result)

为每次调用保留独立的栈帧

• 调用帧 调用帧记录一次活跃的函数调用，包括其形参和局部变量名。当一个函数调用另一个函数时，调用者会等待返回值。
• 按执行顺序阅读此程序：模块 → twice → add_fee → twice → 模块。下方的箭头表示概念上的控制流，而非物理内存布局。

def twice(amount):
    subtotal = amount * 2
    return add_fee(subtotal)

amount = 4
result = twice(amount)
print(amount, result)

返回结果；打印消息

• return 终止当前调用并将一个对象返回给调用者。若函数执行至末尾未遇到 return，则默认返回 None。
• print 负责输出内容。同时它也返回 None，因此在函数内打印某个计算结果并不意味着该计算结果就是函数的返回值。

def show_fee(amount):
    print(amount + 3)

value = show_fee(8)
print(value)

在正确的作用域中解析名称

• 局部变量 局部变量属于某次函数调用。其作用域 作用域决定了名称可被解析的范围；另一函数无法自动访问调用者的局部变量。
• 将形参重新赋值为新整数仅改变其局部绑定关系，并不会重新赋值调用者中同名变量。

def increase(amount):
    amount = amount + 1
    return amount

amount = 4
new_amount = increase(amount)
print(amount, new_amount)

将计算分解为可测试的片段

• Decomposition 分解 将一个较大的任务拆分为具有明确契约的小型任务。例如对于订单，先计算单品小计，加上费用，最后显示最终金额。
• 直接测试计算逻辑，包括零数量和多件商品的情况。声明输入为非负整数；输入验证可以是一个独立函数。

def item_subtotal(unit_pence, quantity):
    return unit_pence * quantity

def order_total(unit_pence, quantity):
    return add_fee(item_subtotal(unit_pence, quantity))

信任答案前先解释整个调用过程

• 追踪参数表达式、参数绑定、局部计算及返回值。分别检查调用后的调用方状态和输出结果。
• 不要将参数传递描述为复制每个对象。可变集合可以通过参数被修改；关于突变和别名的对象图将在单元 1.5 中介绍。

语言参考：Python functions 和 name binding and scope。