第一单元：函数综合应用 · 封装你的行为

欢迎来到计算机科学 5！在前面的旅程里，你已经掌握了变量、条件、循环、数组、字典，还学会了召唤和指挥军队。但随着程序越写越长，你会发现同一段逻辑要反复出现，主循环挤得密密麻麻、越来越难读。本单元你将拿到一件真正把编程能力"提高到下一个等级"的工具——函数（function）。关卡"关键力量"的开场白说得很直白："用新的概念：函数，把你的编程能力提高到下一个等级！"

1.1.1 从"重复"到"封装"（From Repetition to Encapsulation）

1.1.1.1 把行为打包成一个名字 Pack a behavior behind a name

关卡概览一语中的："函数非常适合将高级行为分解为更多小的部分。"想象你的主循环里要做三件事——捡最近的金币、召唤士兵、指挥士兵攻击。如果全堆在一起，循环体又长又乱。函数的思路是：把"捡金币"那几行打包成 pickUpNearestCoin，把"召唤兵"打包成 summonSoldier，把"指挥兵"打包成 commandSoldiers。主循环就变成清清爽爽的三行调用。

1.1.2 函数的两个阶段（Define, then Call）

1.1.2.1 先"定义"，后"调用" Definition and invocation are separate

使用函数永远分两步：先定义（告诉程序"这个名字对应哪些代码"），再调用（真正让这些代码跑起来）。这两步是分开的——只定义不调用，代码一行都不会执行。关卡特别强调："请记住，在定义函数之后，你必须调用它！"这是初学者最常忘的一点。

1.2.1 def 关键字与命名（The def Keyword）

1.2.1.1 def 名字 括号 冒号 def name ( ) :

定义函数用关键字 def（definition 的缩写）开头，后面跟函数名、一对括号 ()、再加一个冒号 :。函数名要能说明它"做什么"，通常用动词短语，如 pickUpNearestCoin（捡起最近的金币）、summonSoldier（召唤士兵）。这一行叫函数的"头部"。

1.2.2 冒号与缩进的函数体（Colon & Indentation）

1.2.2.1 缩进决定"哪些代码属于函数" Indentation marks the function body

头部那行以冒号结尾，紧接着的缩进代码块就是"函数体"——真正要做的事。Python 靠缩进（通常 4 个空格）来判断哪些行属于这个函数：缩进在里面的就属于它，一旦回到不缩进，就说明函数结束了。下面这个 pickUpNearestCoin 是关卡给好的示范。

# 定义：让英雄收集最近的金币
def pickUpNearestCoin():
    items = hero.findItems()           # ← 缩进，属于函数体
    nearestCoin = hero.findNearest(items)
    if nearestCoin:
        hero.move(nearestCoin.pos)    # ← 更深缩进，属于 if

1.2.3 代码延迟执行（Deferred Execution）

1.2.3.1 定义时"只保存，不运行" Defining saves the code for later

这是函数最关键、也最容易被忽略的特性。关卡默认代码的注释写得非常清楚："放在函数内的代码并不会立刻执行，而是先保存好，以备后用。"也就是说，当程序读到 def pickUpNearestCoin(): 这一段时，里面的 findItems、move 统统不会马上发生；它们只是被记下来、贴上 pickUpNearestCoin 这个标签，静静等待你日后"点名"。

1.3.1 函数名加括号（Name Plus Parentheses）

1.3.1.1 一对括号就是"运行指令" The parentheses trigger the run

要让保存好的函数真正执行，就调用它——写下函数名，末尾加一对括号 ()。关卡说得明明白白："要调用一个函数，请在函数名称末尾使用 ()，如 commandSoldiers()。"注意区别：定义时写 def 名字():，调用时只写 名字()——没有 def、不缩进在别的函数里、末尾也没有冒号。

def summonSoldier():
    # ...函数体...
    pass

summonSoldier()

# 无 def、无冒号、不缩进

1.3.2 在 while 里调用（Calling Inside a Loop）

1.3.2.1 主循环变成一份"行动清单" The main loop becomes a checklist

把函数调用放进 while True，主循环就变成一份清爽的"行动清单"：每一帧依次点名三个函数，游戏就会反复执行"捡币→召唤→指挥"。关卡默认代码提示："在你的循环里，你可以'调用'你在上面定义的函数……下面一行代码会让 pickUpNearestCoin 函数里的代码被执行。"

while True:
    pickUpNearestCoin()   # 捡最近的金币
    summonSoldier()       # 有钱就召唤
    commandSoldiers()     # 指挥全军攻击

1.4.1 一个函数做一件事（One Function, One Job）

1.4.1.1 每项行动都有自己的函数 Each action gets its own function

关卡给出了一条重要的设计原则："每一项行动都要有自己的函数！"也就是一个函数只专注做一件事：pickUpNearestCoin 只管捡币、summonSoldier 只管召唤、commandSoldiers 只管指挥。这样每个函数都短小、清晰、好测试，哪块出了问题也容易定位。这是编程里"关注点分离"的入门体现。

这一节聚焦每一关的策略、思路与算法设计，只展示用于说明的关键片段，完整通关程序请你自己动手完成。

关卡 · 关键力量

🔑 关键力量 —— 补全并调用你的第一个函数

图2：关键力量——一边捡金币、召唤士兵，一边指挥他们迎击食人魔，全部用函数组织

策略：三个函数各司其职

本关是函数的入门关。关卡已经替你写好了 pickUpNearestCoin 和 commandSoldiers 两个函数，留下 summonSoldier 让你补全，并要求你在主循环里把三个函数都调用一遍。策略非常清晰：让程序每帧都"捡币攒钱→有钱扩军→指挥作战"，同时英雄注意躲避食人魔的攻击。

思路拆解

算法思路是两件事。其一，补全 summonSoldier 函数体：在函数里写一个 if 判断——if hero.gold >= hero.costOf("soldier"): 就 hero.summon("soldier")，把"钱够才召唤"的逻辑封装进去。其二，在 while 循环里调用三个函数：默认代码已经调用了 pickUpNearestCoin()，你需要在下面补上 summonSoldier() 和 commandSoldiers()——因为"定义之后必须调用，否则函数里的代码永远不会跑"。

# 关键片段一：补全 summonSoldier 的函数体
def summonSoldier():
    if hero.gold >= hero.costOf("soldier"):
        hero.summon("soldier")

# 关键片段二：在主循环里逐一调用三个函数
while True:
    pickUpNearestCoin()
    summonSoldier()
    commandSoldiers()

定义 ≠ 调用：本关最想让你记住的，就是"定义好 summonSoldier 只是写好了菜谱，必须在 while 里写上 summonSoldier() 才会真正召唤士兵"。很多人卡在"函数写对了却不生效"，十有八九是忘了调用。

函数调用的顺序有讲究：先捡币再召唤，是因为召唤需要金币；先召唤再指挥，是因为要先有士兵才能指挥。把三个函数按"攒钱→扩军→作战"的逻辑顺序排好，整支队伍的运转才顺畅。

关卡 · 双生花

🌸 双生花 —— 自己动手写两个函数

图3：双生花——花匠安危牵动双生花大小，靠士兵保护花匠、捡币扩军来撑过攻击

策略：保护花匠，撑过攻势

本关的设定很有意思：双生花和花匠命运相连——花匠被攻击，双生花就缩小；缩到普通花朵大小后花匠会开始受伤；花匠平安时双生花则会长大。所以策略核心是尽力保护花匠：不停召唤士兵、指挥士兵清剿逼近的敌人、捡金币维持扩军，用一支持续壮大的部队把攻击挡在花匠之外，撑到胜利。

思路拆解

与"关键力量"不同，本关的 summonSoldiers 已给好，需要你亲手定义 commandSoldiers 和 pickUpNearestCoin 两个函数，并在 while 循环里给它们取消注释后调用。算法思路是：commandSoldiers 用 for 遍历所有士兵（可用 hero.findByType("soldier") 精确取士兵），每个士兵 findNearestEnemy() 找到敌人就 command(soldier, "attack", enemy)；pickUpNearestCoin 则 findNearest(findItems()) 找到金币就 move 过去。定义好后，在循环里依次调用 summonSoldiers()、commandSoldiers()、pickUpNearestCoin()。

# 关键片段：亲手定义两个函数
def commandSoldiers():
    for soldier in hero.findByType("soldier"):
        enemy = soldier.findNearestEnemy()
        if enemy:
            hero.command(soldier, "attack", enemy)

def pickUpNearestCoin():
    coin = hero.findNearest(hero.findItems())
    if coin:
        hero.move(coin.pos)

别忘取消注释：关卡默认把循环里的 commandSoldiers() 和 pickUpNearestCoin() 用 # 注释掉了。你把函数定义写好后，一定要记得删掉这两行前面的 #，否则函数虽已定义却从没被调用，士兵不会作战、金币也不会去捡。

findByType 精确取某类单位：本关用 hero.findByType("soldier") 只挑出"士兵"，而 hero.findByType("peasant")[0] 则取出第一个花匠。相比 findFriends()（所有盟友），findByType 能精确锁定某一类单位，让"指挥士兵"这件事不会误伤或漏掉其他角色。

1.6.1 新手最容易踩的坑（Pitfalls for Beginners）

1.6.1.1 定义与调用的典型问题 Typical issues with define and call

图4：定义了却不调用、漏括号、缩进错乱，是本单元最常见的失误