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Python3（16）函数

backend 2025/5/1 15:36:47

在 Python 编程中，函数是实现代码模块化、提高代码复用性的重要工具。通过将特定功能封装成函数，可以使代码结构更加清晰，便于维护和扩展。通过详细的代码示例，系统地学习 Python3 函数的相关知识，方便日后复习回顾。

一、函数的定义与调用

1.1 函数的基本定义

Python 中使用def关键字定义函数，基本语法结构如下：

def function_name(parameters):"""函数文档字符串，用于描述函数功能"""statementsreturn expression

其中，function_name是函数名，parameters是参数列表（可以为空），statements是函数体中的执行语句，return expression用于返回函数执行结果（可选）。例如，定义一个简单的加法函数：

def add_numbers(a, b):"""计算两个数的和:param a: 第一个加数:param b: 第二个加数:return: 两数之和"""return a + b

1.2 函数的调用

定义好函数后，通过函数名和参数来调用函数。例如：

result = add_numbers(3, 5)
print(result)  # 输出: 8

调用add_numbers函数时，传入参数3和5，函数执行后返回两数之和，并将结果赋值给result变量。

二、函数参数

2.1 必备参数

必备参数是调用函数时必须传入的参数，它们在函数定义中按照顺序依次排列。例如：

def greet(name):print(f"Hello, {name}!")# 正确调用
greet("Alice")  # 输出: Hello, Alice!# 错误调用，缺少参数会报错
# greet()  # 报错: TypeError: greet() missing 1 required positional argument: 'name'

2.2 关键字参数

关键字参数允许在调用函数时使用参数名=值的形式指定参数，这样可以打乱参数的顺序。例如：

def describe_person(name, age):print(f"{name} is {age} years old.")describe_person(age=30, name="Bob")  # 输出: Bob is 30 years old.

2.3 默认参数

在定义函数时，可以为参数设置默认值。当调用函数时未传入该参数，函数将使用默认值。例如：

def say_hello(message="Hello"):print(message)say_hello()  # 输出: Hello
say_hello("Hi!")  # 输出: Hi!

2.4 不定长参数

*args（元组形式）：用于接收任意数量的非关键字参数，这些参数会被封装成一个元组。例如：

def sum_all(*args):result = 0for num in args:result += numreturn resultprint(sum_all(1, 2, 3, 4, 5))  # 输出: 15

**kwargs（字典形式）：用于接收任意数量的关键字参数，这些参数会被封装成一个字典。例如：

def print_info(**kwargs):for key, value in kwargs.items():print(f"{key}: {value}")print_info(name="Alice", age=25, city="New York")

三、函数返回值

3.1 返回单个值

函数可以通过return语句返回一个值，例如：

def square(x):return x ** 2result = square(4)
print(result)  # 输出: 16

3.2 返回多个值

Python 支持函数返回多个值，实际上返回的是一个元组。例如：

def divide(a, b):quotient = a // bremainder = a % breturn quotient, remainderq, r = divide(10, 3)
print(f"商: {q}, 余数: {r}")  # 输出: 商: 3, 余数: 1

四、函数的嵌套定义与调用

4.1 嵌套函数定义

在一个函数内部可以定义另一个函数，内部函数只能在外部函数内被调用。例如：

def outer_function():print("进入外部函数")def inner_function():print("进入内部函数")inner_function()print("退出外部函数")outer_function()

4.2 闭包

闭包是指内部函数引用了外部函数的变量，并且外部函数返回内部函数的引用。例如：

def multiplier(factor):def multiply(x):return x * factorreturn multiplydouble = multiplier(2)
print(double(5))  # 输出: 10

五、匿名函数（Lambda 函数）

使用lambda关键字可以创建匿名函数，其语法为：lambda arguments: expression。例如：

add = lambda a, b: a + b
print(add(3, 4))  # 输出: 7

匿名函数常用于需要简短函数的场景，如与map()、filter()、sorted()等函数结合使用：

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
squared_nums = list(map(lambda x: x ** 2, nums))
print(squared_nums)  # 输出: [1, 4, 9, 16, 25]

六、函数的文档字符串

在函数定义中，使用三引号"""或'''添加文档字符串，用于描述函数的功能、参数和返回值。例如：

def factorial(n):"""计算n的阶乘:param n: 正整数:return: n的阶乘值"""result = 1for num in range(1, n + 1):result *= numreturn result

通过help()函数可以查看函数的文档字符串：

help(factorial)

七、总结

Python3 函数通过参数传递、返回值、嵌套定义等特性，实现了代码的模块化和复用性。掌握函数的定义、参数类型、返回值以及匿名函数等核心知识，能够帮助我们将复杂问题分解为多个独立的功能模块，提升代码的可读性和可维护性。在实际编程中，应根据需求合理选择函数的参数形式和返回值类型，灵活运用函数实现高效的编程逻辑。

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