函数的文档

你在调用函数的时候，你像是函数这个产品的用户。

而你写一个函数，像是做一个产品，这个产品将来可能会被很多用户使用 —— 包括你自己。

产品，就应该有产品说明书，别人用得着，你自己也用得着 —— 很久之后的你，很可能把当初的各种来龙去脉忘得一干二净，所以也同样需要产品说明书，别看那产品曾经是你自己设计的。

Python 在这方面很用功，把函数的 “产品说明书” 当作语言内部的功能，这也是为什么 Python 有 Sphinx 这种工具，而绝大多数其他语言没有的原因之一罢。

Docstring

在函数定义内部，我们可以加上 Docstring；将来函数的 “用户” 就可以通过 help() 这个内建函数，或者 .__doc__ 这个 Method 去查看这个 Docstring，即，该函数的 “产品说明书”。

先看一个 Docstring 以及如何查看某个函数的 Docstring 的例子：

def is_prime(n):
    """
    Return a boolean value based upon
    whether the argument n is a prime number.
    """
    if n < 2:
        return False
    if n == 2:
        return True
    for m in range(2, int(n**0.5)+1):
        if (n % m) == 0:
            return False
    else:
        return True

print(help(is_prime))
print(is_prime.__doc__)
is_prime.__doc__

Help on function is_prime in module __main__:

is_prime(n)
    Return a boolean value based upon
    whether the argument n is a prime number.

    Return a boolean value based upon
    whether the argument n is a prime number.

'\n    Return a boolean value based upon\n    whether the argument n is a prime number.\n    '

Docstring 可以是多行字符串，也可以是单行字符串：

def is_prime(n):
    """Return a boolean value based upon whether the argument n is a prime number."""

    if n < 2:
        return False
    if n == 2:
        return True
    for m in range(2, int(n**0.5)+1):
        if (n % m) == 0:
            return False
    else:
        return True

print(help(is_prime))
print(is_prime.__doc__)
is_prime.__doc__

Help on function is_prime in module __main__:

is_prime(n)
    Return a boolean value based upon whether the argument n is a prime number.

Return a boolean value based upon whether the argument n is a prime number.

'Return a boolean value based upon whether the argument n is a prime number.'

Docstring 如若存在，必须在函数定义的内部语句块的开头，也必须与其它语句一样保持相应的缩进（Indention）。Docstring 放在其它地方不起作用：

def is_prime(n):
    if n < 2:
        return False
    if n == 2:
        return True
    for m in range(2, int(n**0.5)+1):
        if (n % m) == 0:
            return False
    else:
        return True
    """
    Return a boolean value based upon
    whether the argument n is a prime number.
    """

print(help(is_prime))
print(is_prime.__doc__)
is_prime.__doc__

Help on function is_prime in module __main__:

is_prime(n)

None

书写 Docstring 的规范

规范，虽然是人们最好遵守的，但其实通常是很多人并不遵守的东西。

既然学，就要像样 —— 这真的很重要。所以，非常有必要认真阅读 Python PEP 257 关于 Docstring 的规范。

简要总结一下 PEP 257 中必须掌握的规范：

1. 无论是单行还是多行的 Docstring，一概使用三个双引号扩起；
2. 在 Docstring 内部，文字开始之前，以及文字结束之后，都不要有空行；
3. 多行 Docstring，第一行是概要，随后空一行，再写其它部分；
4. 完善的 Docstring，应该概括清楚以下内容：参数、返回值、可能触发的错误类型、可能的副作用，以及函数的使用限制等等；
5. 每个参数的说明都使用单独的一行……

由于我们还没有开始研究 Class，所以，关于 Class 的 Docstring 应该遵守什么样的规范就暂时略过了。然而，这种规范你总是要反复去阅读参照的。关于 Docstring，有两个规范文件：

• PEP 257: Docstring Convensions
• PEP 258: Docutils Design Specification

需要格外注意的是：

Docstring 是写给人看的，所以，在复杂代码的 Docstring 中，写 Why 要远比写 What 更重要 —— 你先记住这点，以后的体会自然会不断加深。

Sphinx 版本的 Docstring 规范

Sphinx 可以从 .py 文件里提取所有 Docstring，而后生成完整的 Documentation。将来若是你写大型的项目，需要生成完善的文档的时候，你就会发现 Sphinx 是个 “救命” 的家伙，省时、省力、省心、省命……

在这里，没办法一下子讲清楚 Sphinx 的使用，尤其是它还用它自己的一种标记语言，reStructureText，文件尾缀使用 .rst……

但是，可以看一个例子：

class Vehicle(object):
    '''
    The Vehicle object contains lots of vehicles
    :param arg: The arg is used for ...
    :type arg: str
    :param `*args`: The variable arguments are used for ...
    :param `**kwargs`: The keyword arguments are used for ...
    :ivar arg: This is where we store arg
    :vartype arg: str
    '''

    def __init__(self, arg, *args, **kwargs):
        self.arg = arg

    def cars(self, distance, destination):
        '''We can't travel a certain distance in vehicles without fuels, so here's the fuels

        :param distance: The amount of distance traveled
        :type amount: int
        :param bool destinationReached: Should the fuels be refilled to cover required distance?
        :raises: :class:`RuntimeError`: Out of fuel

        :returns: A Car mileage
        :rtype: Cars
        '''
        pass

print(help(Vehicle))

Help on class Vehicle in module __main__:

class Vehicle(builtins.object)
 |  Vehicle(arg, *args, **kwargs)
 |
 |  The Vehicle object contains lots of vehicles
 |  :param arg: The arg is used for ...
 |  :type arg: str
 |  :param `*args`: The variable arguments are used for ...
 |  :param `**kwargs`: The keyword arguments are used for ...
 |  :ivar arg: This is where we store arg
 |  :vartype arg: str
 |
 |  Methods defined here:
 |
 |  __init__(self, arg, *args, **kwargs)
 |      Initialize self.  See help(type(self)) for accurate signature.
 |
 |  cars(self, distance, destination)
 |      We can't travel a certain distance in vehicles without fuels, so here's the fuels
 |
 |      :param distance: The amount of distance traveled
 |      :type amount: int
 |      :param bool destinationReached: Should the fuels be refilled to cover required distance?
 |      :raises: :class:`RuntimeError`: Out of fuel
 |
 |      :returns: A Car mileage
 |      :rtype: Cars
 |
 |  ----------------------------------------------------------------------
 |  Data descriptors defined here:
 |
 |  __dict__
 |      dictionary for instance variables (if defined)
 |
 |  __weakref__
 |      list of weak references to the object (if defined)

通过插件，Sphinx 也能支持 Google Style Docstring 和 Numpy Style Docstring。

以下两个链接，放在这里，以便你将来查询：

• sphinx.ext.napoleon – Support for NumPy and Google style docstrings
• sphinx.ext.autodoc – Include documentation from docstrings