Python函数是一组可重复使用的代码块，用于执行特定的任务。函数能够接收输入参数并返回一个结果。
1. 函数的创建和调用
1.1 函数的创建
在Python中，创建函数的语法使用def关键字，后面跟着函数的名称、参数列表和冒号（:）。函数的代码块必须使用缩进来表示，通常是四个空格。函数可以有一个文档字符串（docstring）来描述函数的用途和功能。
以下是创建函数的语法示例：
def function_name(parameter1, parameter2, ...): """文档字符串（可选）""" # 函数代码块 # ... # 可以使用 return 语句返回结果（可选） # return result
- function_name是函数的名称，遵循Python的命名规则，通常是小写字母，用下划线分隔单词。
- parameter1, parameter2, ...是函数的参数列表，用于接收输入数据。参数可以有多个，用逗号分隔。参数可以是必需的参数、默认参数、可变参数和关键字参数，具体可以根据需要选择。
- 文档字符串是可选的，用于描述函数的用途和功能。它位于函数定义的第一行，可以通过help()函数来查看。
- 函数代码块是函数的主体，包含函数的执行逻辑。代码块必须缩进，并且在函数内部使用相同的缩进级别。
函数可以使用return语句来返回结果，也可以没有返回值。当函数执行到return语句时，它将停止执行并返回结果给调用者。如果函数没有显式的return语句，它将默认返回None。
以下是一个简单的函数示例：
def add(a, b): """这个函数用于将两个数字相加并返回结果""" return a + b # 调用函数并打印结果 result = add(5, 3) print(result) # 输出：8
1.2 调用函数
调用函数是指在代码中使用函数来执行特定的操作。调用函数的语法是在函数名称后面加上括号，并将参数传递给函数（如果函数定义了参数）。
以下是调用函数的基本语法：
result = function_name(argument1, argument2, ...)
- function_name是要调用的函数的名称。
- argument1, argument2, ...是要传递给函数的参数值。
在调用函数时，传递的参数值必须与函数定义中的参数顺序一致。如果函数有多个参数，可以按照顺序依次传递参数值。如果函数有默认参数，可以选择不传递这些参数，函数将使用默认值。
以下是一个简单的函数调用示例：
def add_numbers(a, b): return a + b result = add_numbers(10, 20) print(result) # 输出结果为 30
在这个例子中，我们定义了一个名为add_numbers的函数，它接收两个参数a和b，并将它们相加后返回结果。然后我们调用这个函数并传递参数值10和20，得到结果30并打印出来。
2 参数传递
2.1 传递方式
在Python中，参数传递可以通过值传递和引用传递两种方式实现。这取决于传递的是不可变对象还是可变对象。
值传递（Pass by Value）：
当传递的是不可变对象（如整数、字符串、元组等），Python采用值传递方式。在值传递中，函数接收到的是实参的副本，对形参的修改不会影响到实参。
def modify_number(x): x = x + 1 number = 5 modify_number(number) print(number) # 输出 5，函数中对形参 x 的修改不影响原始变量 number
引用传递（Pass by Reference）：
当传递的是可变对象（如列表、字典等），Python采用引用传递方式。在引用传递中，函数接收到的是实参对象的引用，对形参的修改会影响到实参。
def modify_list(my_list): my_list.append(4) my_list = [1, 2, 3] modify_list(my_list) print(my_list) # 输出 [1, 2, 3, 4]，函数中对形参 my_list 的修改影响原始列表对象
需要注意的是，在引用传递中，如果在函数内部直接对形参进行赋值，则会断开与原始对象的引用，从而不会影响原始对象。
def modify_list(my_list): my_list = [7, 8, 9] # 在函数内部对形参进行赋值，断开与原始对象的引用 print(my_list) my_list = [1, 2, 3] modify_list(my_list) print(my_list) # 输出 [1, 2, 3]，函数内部的赋值不影响原始列表对象
总结：Python中的参数传递方式取决于传递的对象是否可变。对于不可变对象，采用值传递方式；对于可变对象，采用引用传递方式。
2.2 形参和实参
形参（Formal Parameters）：
形参是函数定义时在函数名后面括号中定义的参数名称。形参在函数体内充当局部变量的角色，它们是函数用来接收外部传递的值的占位符。
在下面的例子中，x和y就是形参：
def add_numbers(x, y): sum = x + y return sum
实参（Actual Parameters）：
实参是函数调用时传递给函数的具体值。它们是真正的数据或对象，用来填充函数定义中的形参。在下面的例子中，3和5就是实参：
result = add_numbers(3, 5)
当我们调用函数时，将实参传递给函数，这些实参的值会被复制到对应的形参中，然后在函数体内使用。在函数调用结束后，函数的局部变量（即形参）的作用域也结束，它们的值不会影响函数外部的变量。
需要注意的是，在函数调用时，实参的个数和类型必须与函数定义中形参的个数和类型匹配，否则会导致错误。
2.3 位置参数
位置参数（Positional Arguments）： 位置参数是最常见的函数参数传递方式，它们按照函数定义时的顺序依次接收传递的实参。当调用函数时，实参的位置与形参的位置要一一对应。
def add_numbers(a, b): return a + b result = add_numbers(3, 5) print(result) # 输出 8
2.4 关键字参数
关键字参数（Keyword Arguments）： 关键字参数是指在函数调用时，通过指定参数名来传递参数，从而不必按照位置依次传递。关键字参数可以让函数调用更加清晰和易读。
def print_info(name, age): print("Name:", name) print("Age:", age) print_info(name="Alice", age=30)
2.5 可变参数
可变参数是一种特殊的参数类型，可以接收不定数量的参数。在Python中，有两种类型的可变参数：
- *args：用于接收任意数量的位置参数，表示一个元组(tuple)。
- **kwargs：用于接收任意数量的关键字参数，表示一个字典(dict)。
def add_all_numbers(*args): total = 0 for num in args: total += num return total result = add_all_numbers(1, 2, 3, 4, 5) print(result) # 输出 15 def print_person_info(**kwargs): for key, value in kwargs.items(): print(f"{key}: {value}") print_person_info(name="Alice", age=30, city="New York")
注意：在函数定义时，位置参数、可变参数和关键字参数的顺序应该是：位置参数 -> *args -> **kwargs。例如：
def my_function(a, b, *args, **kwargs): # 函数体
以上的参数定义是合法的，而且是推荐的顺序。
2.6 为参数设置默认值
在Python中，你可以为函数的参数设置默认值，这样在调用函数时，如果没有传递该参数的值，就会使用默认值。
设置默认值的语法是在函数定义时使用等号（=）来为参数指定默认值。
def greet(name, greeting="Hello"): print(f"{greeting}, {name}!") # 调用函数时未指定greeting参数，将使用默认值 greet("Alice") # 输出：Hello, Alice! # 也可以在调用函数时指定greeting参数的值 greet("Bob", "Hi") # 输出：Hi, Bob!
注意事项：
- 默认值参数要放在位置参数之后，不然会报错。
- 默认值只在函数定义时绑定一次，即每次调用函数时，如果不传递对应的参数，则会使用之前绑定的默认值。
如果希望默认值参数在每次函数调用时都是新的对象，可以使用None作为默认值，并在函数体内根据需要处理。
def add_to_list(value, my_list=None): if my_list is None: my_list = [] my_list.append(value) return my_list # 第一次调用函数 result1 = add_to_list(1) print(result1) # 输出：[1] # 第二次调用函数，不会影响之前的结果 result2 = add_to_list(2) print(result2) # 输出：[2]
3 返回值
在Python中，函数可以通过return语句返回一个值给调用者。返回值是函数执行完毕后将要传递给调用者的数据。返回值可以是任意数据类型，包括整数、浮点数、字符串、列表、字典等。
函数可以没有返回值，此时函数执行完毕后默认返回None。如果函数中没有return语句，或者return后面没有表达式，则函数返回None。
下面是一个示例函数，它接收两个参数并返回它们的和：
def add_numbers(a, b): sum = a + b return sum result = add_numbers(3, 5) print(result) # 输出结果为 8，函数返回了参数3和5的和
4 变量的作用域
在Python中，变量的作用域是指变量在程序中可以被访问的范围。Python中有三种类型的作用域：
4.1 局部变量
变量在函数内部定义的时候，其作用域为函数的局部作用域，只能在函数内部被访问。
def my_function(): x = 10 # 局部变量 print(x) my_function() # 输出：10 print(x) # 报错，x在函数外部不可访问
4.2 嵌套变量
嵌套作用域是指在一个函数内部，有另一个函数定义的情况。内部函数可以访问外部函数中定义的变量。
def outer_function(): y = 20 # 嵌套作用域变量 def inner_function(): print(y) inner_function() outer_function() # 输出：20
4.3 全局变量
变量在函数外部定义的时候，其作用域为全局作用域，可以在整个程序中被访问。
global_variable = 30 # 全局变量 def my_function(): print(global_variable) # 可以在函数内部访问全局变量 my_function() # 输出：30 print(global_variable) # 输出：30
其他：
在函数内部，可以使用global关键字来声明一个变量为全局变量，这样在函数内部对该变量的修改也会影响到全局作用域。如下：
x = 50 # 全局变量 def update_global(): global x x = x + 1 update_global() print(x) # 输出：51
注意：在函数内部，如果使用=来为变量赋值，会默认将变量视为局部变量，如果想要修改全局变量，必须使用global关键字来声明。否则，函数内部会创建一个新的局部变量，而不会影响到全局变量。
5 匿名函数（Lambda函数）
在Python中，匿名函数也称为Lambda函数，是一种特殊类型的函数，它允许你创建简单的、一行的函数，通常用于定义简单的功能，而不需要为它们命名。
Lambda函数的语法如下：
lambda arguments: expression
其中，arguments是参数列表，可以是任意个数的参数，但只能有一个表达式。Lambda函数的执行结果就是这个表达式的结果。
下面是一个简单的Lambda函数示例：
add = lambda x, y: x + y result = add(3, 5) print(result) # 输出：8
在这个例子中，我们定义了一个Lambda函数 add，它接受两个参数 x 和 y，并返回它们的和。
Lambda函数通常用于需要一个简单的函数，而不想定义一个完整的函数的情况。例如，在排序列表时，可以使用Lambda函数来指定排序的关键字：
fruits = ['apple', 'orange', 'banana', 'cherry'] fruits.sort(key=lambda x: len(x)) print(fruits) # 输出：['apple', 'cherry', 'orange', 'banana']
在这个例子中，我们使用Lambda函数作为sort()方法的key参数，用来指定排序的关键字为字符串的长度。这样，fruits列表将按字符串长度从短到长进行排序。
