零基础学 Python——函数(一)

函数

各位亦菲彦祖你们好，欢迎来到 Python 零基础系列课程的函数篇。相信你已经在之前的学习中体会到，把代码拆分成一个个小块（比如循环和条件语句）已经非常方便了；但是，当你想反复使用同一段代码时，却发现复制粘贴既冗余又容易出错。这个时候，我们就需要用到「函数」来实现代码的高复用。

本文将帮助你理解什么是函数以及如何正确地编写、调用函数，并带你走进 Python 中函数的种种用法。准备好就继续往下看吧！

---

1. 函数是什么

函数（Function）就是封装了一段可被重复调用执行的代码块。有了函数，我们就可以：

1. 封装 独立的功能，让代码结构更清晰。
2. 反复调用 相同的功能，大量减少重复代码。

函数的基本流程有两步：

1. 定义函数 —— 把代码块封装好。
2. 调用函数 —— 让封装好的代码块真正运行。

举个例子，如果我们想写一个能够计算 1 到 100 之间所有整数和的功能，每次都手动写循环太麻烦了，这时就可以把这个功能包装成一个函数。将来只要喊一句「这里需要用到那个求和功能了」，Python 就知道应该做什么。

---

2. 如何定义与调用函数

2.1 定义函数

在 Python 中，定义一个函数需要用到 def 关键字，格式如下：

def 函数名(参数列表):
    # 函数体（这里写功能的逻辑代码）
    ...
    return 返回值

• def：英文 define 的缩写，用于声明一个函数。
• 函数名：顾名思义，用来区分不同函数，你可以用有意义的动词来表示它的功能，例如 get_sum、print_name 等。
• 参数列表：也称形参，表示在使用这个功能时可能需要传入的值，比如将要被计算的数字、字符串等等。
• return 返回值：函数执行完毕后，通常都会把运算或处理的结果返回给调用者。

函数定义的小提示

1. 函数名不能以数字开头，也不能与关键字重名（例如 if、for、while）。
2. 记得给函数名加小括号 () 以及冒号 :。

2.2 调用函数

在我们需要这个函数的地方，直接写上 函数名(参数) 就可以了。需要注意的是，函数不调用，自己不执行，只有当我们显式调用时，函数体才会被真正运行。

例如，定义一个计算 1+2+...+100 的函数并调用它：

def get_sum():
    total = 0
    for i in range(1, 101):
        total += i
    print(total)

# 调用函数
get_sum()

或者写成返回值的形式，方便二次处理：

def get_sum():
    total = 0
    for i in range(1, 101):
        total += i
    return total

result = get_sum()
print("1到100的和是:", result)

这样，如果以后要多次使用这个求和功能，只要调用 get_sum() 就可以了。

---

3. 函数的参数与返回值

3.1 参数

函数之所以能处理不同的数据，是因为可以把变量作为参数传入。函数在定义的时候可以设置参数，使用时根据需求填写不同的实参，从而得到各自对应的结果。

举个例子，求一个线性方程 y = kx + b：

def f(x, k, b):
    y = k * x + b
    print(y)

f(5, 5, 6)  # x=5, k=5, b=6

调用的时候会输出 5*5 + 6 = 31。如果换成 f(10, 5, 6)，就变成了 5*10+6=56。这就是参数可变所带来的好处。

3.1.1 位置参数

当我们这样写 f(5, 5, 6) 时，Python 会把第一个实参 5 赋给 x，第二个实参 5 赋给 k，第三个实参 6 赋给 b，这就是位置参数。如果搞乱了顺序，比如写成 f(5, 6, 5)，结果就会大不相同。

3.1.2 关键字参数

为了避免位置记错带来的混乱，可以使用关键字参数指定参数名：

f(x=5, k=5, b=6)

甚至可以不按顺序写，比如：f(k=5, x=5, b=6)。

3.1.3 默认参数

如果有些参数常常用相同的值，不想每次都传，可以给它设一个「默认值」：

def f(x, k=5, b=6):
    y = k * x + b
    return y

print(f(5))         # 使用默认k=5, b=6
print(f(5, b=10))   # 可以局部改动其中一个或两个参数

3.2 返回值

函数的返回值是函数最终的结果或产出。可以用 return 来返回一个值（或多个值），然后在函数外接着对这个值进行各种操作。

举例：我们把 y = 5*x + 6 封装成一个函数，需要最后把结果返回给外部：

def f(x):
    y = 5 * x + 6
    return y

这样，我们就可以在外部做更多的事，比如：

res = f(10)
print(res + 10)

一旦 Python 在函数中执行到 return，函数就会立刻结束，不会再执行之后的任何代码。所以如果你在一个函数里写了两个以上的 return 语句，只有第一个会被执行到。

---

4. 不确定长度的参数

有时候，我们并不知道调用函数时要传多少个参数，Python 提供了很灵活的方法来处理这类场景。

4.1 *args：收集多余的「位置参数」

如果函数定义里出现了 *args，那么调用者传递的多余参数都会被「打包」成一个元组，赋值给 args。

def print_args(*args):
    print("参数类型:", type(args))
    print("参数内容:", args)

print_args(3, 2, 1, 'wait!', 'uh...')

结果 args 会是 (3, 2, 1, 'wait!', 'uh...')。

还可以搭配普通参数一起使用：

def print_args1(arg1, arg2, *args):
    print('arg1:', arg1)
    print('arg2:', arg2)
    print('args:', args)

print_args1(1, 2, 3, 4, 5, 6)

这时 arg1=1，arg2=2，剩下的 3,4,5,6 会打包成元组给 args。

4.2 **kwargs：收集多余的「关键字参数」

如果用了 **kwargs，那么在调用函数时多出来的关键字参数，就会被收集成一个字典，字典的 key 是参数名，value 是传入的值。

def print_kwargs(*arg, **kwargs):
    print('位置参数:', arg)
    print('关键字参数:', kwargs)

print_kwargs(1,2,3, name='Python', version='3.9')

这样你就可以随心所欲地往函数里加各种不同名称的参数了。

---

5. 一等公民函数

在 Python 中，函数其实和变量一样，也是一等公民，可以做以下事情：

1. 在运行时创建
2. 赋值给变量或数据结构
3. 作为参数传给别的函数
4. 作为函数的返回结果

例如，你可以用另一个变量名 d 指向原本函数 f：

def f(x):
    return 5 * x + 6

d = f
print(d(10))  # 相当于执行 f(10)

或者把函数当作参数传给另一函数：

def calc_sum(fn, N):
    total = 0
    for i in range(1, N+1):
        total += fn(i)
    return total

res = calc_sum(f, 5)  # 这里把函数 f 当参数传进去
print(res)            # 即 f(1) + f(2) + f(3) + f(4) + f(5)

这种用法在写更灵活、更高阶的函数时非常好用。

---

6. 练习题

各位亦菲彦祖你们好，学完以上内容后，让我们来做几个简单的练习吧：

1. 线性方程
   定义一个函数 f(x, k=5, b=6)，在函数内求 y = k*x + b 并返回 y。

   • 在函数下方分别调用 f(5), f(5, k=10) 和 f(5, b=100)，并打印结果。
   • 观察输出是否满足你对线性方程的预期。

2. 求最大值
   定义一个函数 get_max(num1, num2)，返回两个数中的最大值。

   • 分别输入（3,5）、（8,5）、（10,10），验证函数是否能够正确判断大小。

3. 可变参数使用
   定义一个函数 changed_print(*args, sep=' ', end='\n')，要求能像内置的 print 一样接受多个任意类型的参数，并按照 sep 分隔符进行拼接，在末尾加上 end 结尾。

   • 提示：你可以考虑使用循环或字符串的 join() 方法，也可以参考内置 print 函数的源码思路。

4. 求 1~N 的和
   编写一个函数 sum_test(n)，返回 1+2+...+n 的结果并打印。

   • 试着把这个函数当参数，传给另一个函数，验证一下 Python 一等公民函数的特性。

---

7. 总结

通过本文的学习，大家应该对 Python 中的函数有了一个初步的了解，也知道了函数在开发中的重要性。函数 不仅能提高代码的可读性，还能大大提升我们写代码的效率和复用程度。同时，默认参数、关键字参数、可变参数 也让我们在传参时变得更加灵活。

以后在写稍微大一点的项目时，会发现如果没有好好利用函数，把所有代码都写在一堆，代码量会非常庞大且难以维护。要成为真正的 Python 高手，务必掌握好函数的使用与设计，让代码风格更优雅、逻辑更清晰！

以上就是函数篇的全部内容了，各位亦菲彦祖你们好，继续加油，学完函数后，就可以写出更高可复用、更简洁的程序。在后续的学习中，如果你能灵活运用函数，轻松对付各种业务逻辑就不在话下。下次见啦～