python基础语法6-函数-优快云博客

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函数是 Python 编程中的核心结构之一。它允许你将常用的代码封装成可复用的模块，简化代码并提高可维护性。Python 提供了丰富的函数定义方式，包括位置参数、关键字参数、默认参数、*args 和 **kwargs 等。此外，递归函数也是 Python 中常见的一种技巧，用于解决一些特定类型的问题。本文将详细介绍如何定义函数、使用不同类型的参数以及递归函数的实现。

1. 定义函数 (`def`)

1.1 什么是函数？

在 Python 中，函数通过 def 关键字来定义。函数的定义包括函数名、参数列表以及函数体。其基本语法如下：

def function_name(parameters):
    # 执行操作
    return result

function_name 是函数的名称。
parameters 是传递给函数的参数（可以没有参数）。
return 语句用于返回函数的结果。如果没有 return 语句，函数默认为返回 None。

示例：简单的函数定义

def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

greet("Alice")  # 输出: Hello, Alice!

1.2 函数的返回值

函数不仅可以执行任务，还可以返回计算结果。return 语句可以返回一个值或多个值（以元组形式返回）。

示例：返回值

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

result = add(3, 4)
print(result)  # 输出: 7

2. 位置参数、关键字参数、默认参数

2.1 位置参数

位置参数是最常见的函数参数类型。调用函数时，参数的值会按照顺序传递给函数定义中的相应参数。

示例：位置参数

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

result = multiply(2, 3)  # 2 和 3 分别对应 a 和 b
print(result)  # 输出: 6

2.2 关键字参数

关键字参数是指通过参数名来传递的参数。调用函数时，传入的参数会根据其名称匹配，而不是位置。

示例：关键字参数

def greet(name, age):
    print(f"Name: {name}, Age: {age}")

greet(age=30, name="Bob")  # 通过参数名传递

输出：

Name: Bob, Age: 30

2.3 默认参数

默认参数是指在定义函数时，给参数设置默认值。如果在调用函数时未传递该参数的值，则使用默认值。

示例：默认参数

def greet(name, age=18):
    print(f"Name: {name}, Age: {age}")

greet("Alice")  # 使用默认参数 age=18
greet("Bob", 25)  # 使用传递的参数 age=25

输出：

Name: Alice, Age: 18
Name: Bob, Age: 25

2.4 混合使用位置参数、关键字参数和默认参数

在函数定义中，位置参数必须放在关键字参数和默认参数的前面；同时，默认参数必须位于非默认参数之后。

示例：混合使用

def display(name, age=18, city="New York"):
    print(f"Name: {name}, Age: {age}, City: {city}")

display("Alice", city="Los Angeles")

输出：

Name: Alice, Age: 18, City: Los Angeles

3. `*args` 和 `**kwargs`

3.1 `*args`

*args 用于传递一个可变数量的位置参数。它允许你向函数传递任意数量的非关键字参数（以元组的形式）。

示例：使用 `*args`

def sum_all(*args):
    return sum(args)

result = sum_all(1, 2, 3, 4, 5)
print(result)  # 输出: 15

在这个示例中，*args 将所有传入的数字收集到一个元组中，并将它们相加。

3.2 `**kwargs`

**kwargs 用于传递一个可变数量的关键字参数。它将所有传入的关键字参数收集到一个字典中。

示例：使用 `**kwargs`

def describe_person(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

describe_person(name="Alice", age=25, city="New York")

输出：

name: Alice
age: 25
city: New York

3.3 `*args` 和 `**kwargs` 的混合使用

你可以在同一个函数中同时使用 *args 和 **kwargs，但 *args 必须出现在 **kwargs 之前。

示例：混合使用 `*args` 和 `**kwargs`

def describe_person(name, *args, **kwargs):
    print(f"Name: {name}")
    print("Hobbies:", args)
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

describe_person("Alice", "Reading", "Traveling", age=25, city="New York")

输出：

Name: Alice
Hobbies: ('Reading', 'Traveling')
age: 25
city: New York

4. 递归函数

4.1 什么是递归函数？

递归函数是指在函数内部调用自身的函数。递归通常用于解决具有重复结构的问题，如树形结构、图的遍历等。

每个递归函数必须有一个终止条件，否则会导致无限递归，最终引发栈溢出错误。

4.2 递归函数的示例：阶乘

阶乘是一个经典的递归问题。n 的阶乘表示为 n!，即 n! = n * (n-1) * ... * 1。递归的定义是：n! = n * (n-1)!。

示例：计算阶乘

def factorial(n):
    if n == 1:  # 终止条件
        return 1
    else:
        return n * factorial(n - 1)

result = factorial(5)
print(result)  # 输出: 120