Python基础语法：函数、模块

一、函数：代码复用的基石

1. 函数的定义与调用

函数用于封装重复操作的代码块，通过参数接收输入，并返回结果。

# 定义函数
def greet(name):
    return f"你好，{name}！"

# 调用函数
message = greet("小明")
print(message)  # 输出：你好，小明！

2. 参数与返回值

• 位置参数：按顺序传递参数。

• 默认参数：为参数提供默认值（需定义在参数列表末尾）。

• 返回值：使用 return 返回结果，若无返回值则默认返回 None。

def calculate_area(width, height=2):  # height是默认参数
    area = width * height
    return area

print(calculate_area(3))     # 输出6（使用默认height=2）
print(calculate_area(3, 4))  # 输出12

3. 函数的作用域

• 局部变量：函数内定义的变量，仅在函数内部有效。

• 全局变量：函数外定义的变量，需用 global 关键字声明修改。

count = 10  # 全局变量

def update_count():
    global count  # 声明使用全局变量
    count += 5

update_count()
print(count)  # 输出15

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二、模块与包：代码的组织方式

1. 模块的导入

模块是包含Python代码的 .py 文件，可通过 import 导入。

# 导入整个模块
import math
print(math.sqrt(16))  # 输出4.0

# 导入特定功能
from random import randint
print(randint(1, 10))  # 生成1到10的随机整数

# 给模块起别名
import numpy as np

2. 自定义模块

创建一个 utils.py 文件：

# utils.py
def add(a, b):
    return a + b

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

在另一个文件中使用：

import utils
print(utils.add(2, 3))  # 输出5

3. 包（Package）

包是包含多个模块的文件夹，需包含一个 __init__.py 文件（可以为空）。目录结构示例：

my_package/
    __init__.py
    module1.py
    module2.py

导入方式：

from my_package import module1

4. __name__ 的作用

当模块作为主程序运行时，__name__ 的值为 "__main__"，否则为模块名。常用于模块测试：

# my_module.py
def test():
    print("测试函数")

if __name__ == "__main__":  # 直接运行该文件时执行
    test()

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五、综合案例：简易计算器

# 定义计算函数
def calculate(a, b, operator):
    if operator == "+":
        return a + b
    elif operator == "-":
        return a - b
    elif operator == "*":
        return a * b
    elif operator == "/":
        if b == 0:
            raise ZeroDivisionError("除数不能为零")
        return a / b
    else:
        raise ValueError("无效的运算符")

# 主程序
try:
    num1 = float(input("请输入第一个数字："))
    num2 = float(input("请输入第二个数字："))
    op = input("请输入运算符（+、-、*、/）：")
    result = calculate(num1, num2, op)
    print(f"结果：{result}")
except ValueError as e:
    print(f"输入错误：{e}")
except ZeroDivisionError as e:
    print(e)

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五、总结与练习

核心知识点：

1. 函数：封装代码逻辑，提高复用性。

2. 模块与包：组织代码结构，实现功能模块化。

3. 错误处理：增强程序健壮性，优雅处理异常。