Python 函数：定义、调用与参数传递

一、函数定义

（一）基本语法

在 Python 里，函数定义的基本形式如下：

def function_name(parameters):
    """函数文档字符串"""
    # 函数体
    statement(s)
    return [expression]
  • def：这是定义函数的关键字。
  • function_name：即函数名，需遵循 Python 标识符的命名规则。
  • parameters：是函数的参数，可没有参数，也能有多个参数，参数间用逗号分隔。
  • """函数文档字符串"""：这是可选的文档字符串，用于对函数功能进行描述。
  • statement(s)：是函数体，包含了函数要执行的代码。
  • return：是可选的，用于从函数返回值，若省略则函数默认返回 None。

（二）示例

def greet(name):
    """该函数用于向传入的名字打招呼"""
    print(f"Hello, {name}!")
    return

二、函数调用

（一）调用方式

定义好函数后，可通过函数名加括号并传入必要参数的方式调用函数。

greet("Alice")

（二）返回值处理

若函数有返回值，可将其赋值给一个变量。

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

result = add_numbers(3, 5)
print(result)

三、参数传递

（一）位置参数

位置参数是最常见的参数类型，调用函数时，实参需按照形参的顺序依次传递。

def power(base, exponent):
    return base ** exponent

result = power(2, 3)
print(result)

（二）关键字参数

使用关键字参数调用函数时，可通过参数名指定传递的参数，这样就无需遵循参数的顺序。

result = power(exponent=3, base=2)
print(result)

（三）默认参数

在定义函数时，可为参数设定默认值，若调用函数时未提供该参数的值，则使用默认值。

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

greet("Bob")
greet("Charlie", "Hi")

（四）可变参数

  1. *args*args 用于接收任意数量的位置参数，这些参数会被封装成一个元组。
def sum_numbers(*args):
    total = 0
    for num in args:
        total += num
    return total

result = sum_numbers(1, 2, 3, 4)
print(result)
  1. **kwargs**kwargs 用于接收任意数量的关键字参数，这些参数会被封装成一个字典。
def print_info(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

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

（五）参数组合

在函数定义中，可同时使用位置参数、默认参数、*args 和 **kwargs，但它们的顺序必须是：位置参数、默认参数、*args、**kwargs。

def example_function(a, b, c=3, *args, **kwargs):
    print(f"a: {a}, b: {b}, c: {c}")
    print(f"args: {args}")
    print(f"kwargs: {kwargs}")

example_function(1, 2, 4, 5, 6, name="Bob", age=30)

四、函数文档字符串

（一）作用

函数文档字符串用于对函数的功能、参数、返回值等信息进行描述，方便其他开发者理解和使用函数。

（二）示例

def calculate_area(radius):
    """
    此函数用于计算圆的面积。

    参数:
    radius (float): 圆的半径。

    返回:
    float: 圆的面积。
    """
    import math
    return math.pi * radius ** 2

可通过 __doc__ 属性访问函数的文档字符串。

print(calculate_area.__doc__)

五、函数作用域

（一）局部变量

在函数内部定义的变量属于局部变量，其作用域仅限于函数内部。

def test_function():
    local_variable = 10
    print(local_variable)

test_function()
# 下面这行代码会报错，因为 local_variable 是局部变量
# print(local_variable)

（二）全局变量

在函数外部定义的变量属于全局变量，在函数内部可以访问全局变量，但若要在函数内部修改全局变量的值，需使用 global 关键字。

global_variable = 20

def modify_global():
    global global_variable
    global_variable = 30

print(global_variable)
modify_global()
print(global_variable)

六、匿名函数（lambda 函数）

（一）基本语法

lambda arguments: expression

lambda 函数是一种小型的、匿名的函数，可接收任意数量的参数，但只能有一个表达式。

（二）示例

add = lambda a, b: a + b
result = add(4, 6)
print(result)

lambda 函数常用于需要一个简单函数的场合，比如作为 sorted()、map()、filter() 等函数的参数。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared_numbers = list(map(lambda x: x ** 2, numbers))
print(squared_numbers)