Python零基础入门：函数的定义与使用详解

原创于 2025-06-27 16:43:57 发布 · 499 阅读

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导语

"函数是Python的构建模块，掌握它们就像获得了编程超能力！"

一、为什么需要函数？

避免重复代码（DRY原则）
提高代码可读性
便于调试和维护

二、函数的基本概念

函数是一段具有特定功能的、可重用的代码块。在Python中，使用def关键字来定义函数。

2.1 函数的定义语法

def 函数名(参数1, 参数2, ...):
    """函数文档字符串"""
    函数体
    return 返回值

2.2 函数的组成部分

函数名：函数的标识符，遵循Python变量命名规则
参数：函数接收的输入值，可以有多个或没有
文档字符串：对函数功能的说明（可选但推荐）
函数体：实现函数功能的代码块
return语句：返回函数结果（可选）

三、函数的定义与调用

3.1 定义无参函数

def greet():
    """打印问候语"""
    print("Hello, World!")

# 调用函数
greet()  # 输出: Hello, World!

3.2 定义带参函数

def greet(name):
    """打印个性化问候语"""
    print(f"Hello, {name}!")

# 调用函数
greet("Alice")  # 输出: Hello, Alice!

3.3 定义带返回值的函数

def add(a, b):
    """返回两个数的和"""
    return a + b

# 调用函数并获取返回值
result = add(3, 5)
print(result)  # 输出: 8

四、函数的参数类型

Python函数支持多种参数传递方式：

4.1 位置参数

def power(base, exponent):
    """计算base的exponent次方"""
    return base ** exponent

print(power(2, 3))  # 8

4.2 默认参数

def power(base, exponent=2):
    """计算base的exponent次方，默认平方"""
    return base ** exponent

print(power(3))     # 9 (使用默认参数)
print(power(3, 3))  # 27

4.3 关键字参数

def describe_pet(pet_name, animal_type='dog'):
    """显示宠物信息"""
    print(f"I have a {animal_type} named {pet_name}.")

describe_pet(pet_name='Whisky')  # 使用关键字参数
describe_pet(animal_type='hamster', pet_name='Harry')

4.4 可变参数

# *args接收任意数量的位置参数
def sum_numbers(*args):
    """计算任意数量数字的和"""
    total = 0
    for num in args:
        total += num
    return total

print(sum_numbers(1, 2, 3))  # 6
print(sum_numbers(1, 2, 3, 4, 5))  # 15

# **kwargs接收任意数量的关键字参数
def build_profile(**kwargs):
    """构建用户资料"""
    profile = {}
    for key, value in kwargs.items():
        profile[key] = value
    return profile

user = build_profile(name='Alice', age=25, occupation='Engineer')
print(user)  # {'name': 'Alice', 'age': 25, 'occupation': 'Engineer'}

五、函数的返回值

5.1 返回单个值

def square(number):
    """返回数字的平方"""
    return number * number

result = square(4)
print(result)  # 16

5.2 返回多个值

def get_circle_info(radius):
    """返回圆的面积和周长"""
    area = 3.14 * radius * radius
    circumference = 2 * 3.14 * radius
    return area, circumference

a, c = get_circle_info(5)
print(f"面积: {a}, 周长: {c}")  # 面积: 78.5, 周长: 31.400000000000002

5.3 无返回值函数

def print_hello(name):
    """打印问候语，无返回值"""
    print(f"Hello, {name}!")

result = print_hello("Bob")  # Hello, Bob!
print(result)  # None

六、变量的作用域

6.1 局部变量

def test_local():
    x = 10  # 局部变量
    print("函数内:", x)

test_local()
# print(x)  # 报错，x未定义

6.2 全局变量

x = 20  # 全局变量

def test_global():
    global x  # 声明使用全局变量
    x = 30
    print("函数内:", x)

test_global()
print("函数外:", x)  # 函数外: 30

七、Lambda函数

Lambda函数是一种匿名函数，用于简单的操作：

# 普通函数
def square(x):
    return x * x

# Lambda等价形式
square_lambda = lambda x: x * x

print(square(5))        # 25
print(square_lambda(5)) # 25

# 在列表排序中使用
pairs = [(1, 'one'), (2, 'two'), (3, 'three'), (4, 'four')]
pairs.sort(key=lambda pair: pair[1])
print(pairs)  # [(4, 'four'), (1, 'one'), (3, 'three'), (2, 'two')]

八、递归函数

递归函数是调用自身的函数：

def factorial(n):
    """计算阶乘的递归函数"""
    if n == 1:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n-1)

print(factorial(5))  # 120

九、函数的高级用法

9.1 函数作为参数

def apply_operation(func, x, y):
    """应用传入的函数到x和y"""
    return func(x, y)

def add(a, b):
    return a + b

def multiply(a, b):
    return a * b

print(apply_operation(add, 3, 4))       # 7
print(apply_operation(multiply, 3, 4))  # 12

9.2 闭包

def make_multiplier(factor):
    """创建闭包函数"""
    def multiplier(x):
        return x * factor
    return multiplier

times3 = make_multiplier(3)
times5 = make_multiplier(5)

print(times3(9))  # 27
print(times5(3))   # 15

9.3 装饰器

def my_decorator(func):
    """装饰器函数"""
    def wrapper():
        print("函数执行前...")
        func()
        print("函数执行后...")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello!")

say_hello()
# 输出:
# 函数执行前...
# Hello!
# 函数执行后...