Python进阶：函数篇

目录

前言

一、函数的基本定义与调用

1. 函数定义

2. 函数调用

二、函数的参数

1. 位置参数（必选参数）

2. 关键字参数

3. 默认参数

4. 可变参数（*args）

5. 关键字可变参数（**kwargs）

三、函数的返回值

四、函数的文档字符串（Docstring）

五、函数的作用域

六、匿名函数（lambda）

七、高阶函数

八、函数的装饰器（Decorator）

总结

前言

函数是Python编程中组织代码的基本单元，将特定功能封装为可重复调用的模块。通过函数可以实现代码复用、逻辑抽象和问题分解，提升程序的可读性和可维护性。

一、函数的基本定义与调用

1. 函数定义

使用 def 关键字定义函数，基本语法：

def 函数名(参数列表):
"""函数文档字符串（可选）"""
函数体（执行的代码）
return 返回值（可选）

示例：

def greet(name):
"""向指定名称的人打招呼"""
return f"Hello, {name}!"

2. 函数调用

通过函数名加括号调用函数：

message = greet("Alice")
print(message) # 输出: Hello, Alice!

二、函数的参数

Python 函数的参数类型丰富，主要包括以下几种：

1. 位置参数（必选参数）

必须按照顺序传递的参数，数量和位置需与定义一致：

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

print(add(3, 5)) # 输出: 8（3传给a，5传给b）

2. 关键字参数

调用时指定参数名，可忽略顺序：

print(add(b=5, a=3)) # 输出: 8（明确指定a=3, b=5）

3. 默认参数

定义时指定默认值，调用时可省略：

def greet(name, prefix="Hello"):
return f"{prefix}, {name}!"

print(greet("Bob")) # 输出: Hello, Bob!（使用默认prefix）
print(greet("Bob", "Hi")) # 输出: Hi, Bob!（覆盖默认值）

注意：默认参数必须放在位置参数之后。

4. 可变参数（*args）

接收任意数量的位置参数，以元组形式存储：

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

print(sum_numbers(1, 2, 3)) # 输出: 6
print(sum_numbers(10, 20, 30, 40)) # 输出: 100

5. 关键字可变参数（**kwargs）

接收任意数量的关键字参数，以字典形式存储：

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

print_info(name="Alice", age=30, city="New York")
# 输出:
# name: Alice
# age: 30
# city: New York

三、函数的返回值

• 函数通过 return 语句返回结果，执行到 return 后函数立即结束。
• 若没有 return 或 return 后无值，默认返回 None。
• 可返回多个值，实际以元组形式返回： def get_name_and_age():
  return "Alice", 30 # 等价于 return ("Alice", 30)

  name, age = get_name_and_age() # 自动解包
  print(name, age) # 输出: Alice 30

四、函数的文档字符串（Docstring）

用于解释函数功能，可通过 help() 函数或 .__doc__ 属性查看：

def area(radius):
"""计算圆的面积
参数:
radius: 圆的半径
返回:
圆的面积（π×r²）
"""
import math
return math.pi * radius **2

print(area.__doc__) # 打印文档字符串
help(area) # 更友好的格式显示帮助

五、函数的作用域

变量的作用域分为： 1.** 局部变量 ：函数内部定义，仅在函数内有效。 2. 全局变量 **：函数外部定义，整个模块有效。若需在函数内修改全局变量，需用 global 声明：

count = 0 # 全局变量

def increment():
global count # 声明使用全局变量
count += 1

increment()
print(count) # 输出: 1

3.** 非局部变量（nonlocal）**：用于嵌套函数中，修改外层函数的变量：

def outer():
x = 10
def inner():
nonlocal x # 声明使用外层函数的x
x += 5
inner()
return x

print(outer()) # 输出: 15

六、匿名函数（lambda）

用 lambda 关键字定义的简短匿名函数，语法：lambda 参数: 表达式

add = lambda a, b: a + b
print(add(3, 5)) # 输出: 8

# 常用于高阶函数（如sorted、map等）
numbers = [(2, 5), (1, 3), (4, 1)]
sorted_numbers = sorted(numbers, key=lambda x: x[1]) # 按元组第二个元素排序
print(sorted_numbers) # 输出: [(4, 1), (1, 3), (2, 5)]

七、高阶函数

接受函数作为参数或返回函数的函数：

# 接受函数作为参数
def apply_func(func, x, y):
return func(x, y)

print(apply_func(add, 3, 5)) # 输出: 8（add是之前定义的函数）

# 返回函数
def make_multiplier(n):
def multiplier(x):
return x * n
return multiplier

double = make_multiplier(2)
print(double(5)) # 输出: 10

八、函数的装饰器（Decorator）

用于在不修改函数代码的前提下扩展函数功能，本质是高阶函数：

def log_decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print(f"调用函数: {func.__name__}")
result = func(*args, **kwargs)
print(f"函数返回: {result}")
return result
return wrapper

@log_decorator # 等价于 greet = log_decorator(greet)
def greet(name):
return f"Hello, {name}!"

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

总结

函数是 Python 编程的基础，掌握其定义、参数、返回值、作用域及高级特性（如装饰器、高阶函数），能显著提升代码质量和开发效率。合理使用函数可以使程序结构更清晰，便于维护和扩展。