极客教程Python 定义函数
1. 什么是函数
在编程中，函数是一段可重复使用的代码块，用于完成指定的任务。函数接受输入参数，并返回输出结果。使用函数的好处是可以将代码模块化，提高代码的重用性和可读性。
在Python中，我们可以使用def关键字来定义函数。函数通常由函数名、参数列表、冒号和函数体组成。
2. 定义函数的语法
下面是定义函数的基本语法：
def 函数名(参数列表):
# 函数体
# 可以包含任意数量的语句
return 返回值
其中：
– 函数名：用于标识函数的名称，遵循标识符的命名规则。
– 参数列表：函数的输入，在函数被调用时传递给函数。参数可以有多个，多个参数间用逗号分隔。
– 函数体：函数的执行代码块，用于完成指定的任务。
– 返回值：函数执行完成后返回的结果，可以是任意类型的值。使用return关键字指定返回值。
3. 无参数的函数
下面是一个简单的示例，演示了如何定义一个无参数的函数：
def say_hello():
print("Hello, World!")
在这个例子中，say_hello()函数没有任何参数。函数体中的代码只是简单地打印了一条消息。要调用这个函数，只需要使用函数名后面加上一对括号即可：
say_hello()
运行结果：
Hello, World!
4. 带参数的函数
函数可以接受输入参数，在函数被调用时将这些参数传递给函数。下面是一个带参数的函数示例：
def greet(name):
print(f"Hello, {name}!")
greet("Alice")
运行结果：
Hello, Alice!
在这个例子中，greet函数有一个名为name的参数。在函数体中，我们使用print函数打印了一个包含参数值的消息。当函数被调用时，可以将一个合适的参数传递给函数，这里传递了字符串"Alice"。运行函数后，将输出Hello, Alice!。
5. 多个参数的函数
函数可以接受多个参数。参数之间用逗号分隔。下面是一个带有两个参数的函数示例：
def add(a, b):
return a + b
result = add(2, 3)
print(result)
运行结果：
5
在这个例子中，add函数接受两个参数a和b。在函数体中，我们使用return语句返回了参数a和b的和。调用add函数并传递参数2和3，最后将返回的结果赋值给result变量，并打印出来。
6. 函数的返回值
函数可以通过return语句返回一个值。返回值可以是任意类型的数据，包括整数、浮点数、字符串、列表等。下面是一个返回字符串的函数示例：
def get_greeting(name):
return f"Hello, {name}!"
message = get_greeting("Bob")
print(message)
运行结果：
Hello, Bob!
在这个例子中，get_greeting函数接受一个参数name。函数体中使用return语句返回一个包含参数值的字符串。调用get_greeting函数并传递参数"Bob"，将返回的结果赋值给message变量，并打印出来。
7. 默认参数值
在定义函数时，可以给参数指定默认值。这些带有默认值的参数可以在函数被调用时省略。下面是一个带有默认参数值的函数示例：
def greet(name="World"):
print(f"Hello, {name}!")
greet()
greet("Alice")
运行结果：
Hello, World!
Hello, Alice!
在这个例子中，greet函数的参数name有一个默认值"World"。当函数被调用时，如果没有显式传递参数，则使用默认值。因此，第一个greet()函数调用打印出Hello, World!，而第二个函数调用greet("Alice")打印出Hello, Alice!。
8. 可变数量的参数
有时候，我们希望函数能够接受可变数量的参数。在Python中，可以使用特殊的语法来实现这一点。下面是一个接受可变数量参数的函数示例：
def add(*numbers):
result = 0
for num in numbers:
result += num
return result
sum = add(1, 2, 3, 4, 5)
print(sum)
运行结果：
15
在这个例子中，add函数的参数列表前面有一个*号。这个语法允许我们将多个参数作为元组传递给函数。在函数体中，我们可以像处理列表一样使用for循环遍历这些参数，并计算它们的和。最后，使用return语句返回计算结果。
调用add函数时，我们传递了多个参数1, 2, 3, 4, 5，这些参数被当作元组传递给add函数。最后，将计算结果赋值给sum变量，并打印出来。
9. 匿名函数
在Python中，可以使用lambda关键字创建匿名函数。匿名函数是一种没有函数名的简单函数。下面是一个使用匿名函数的示例：
multiply = lambda x, y: x * y
result = multiply(2, 3)
print(result)
运行结果：
6
在这个例子中，我们使用lambda关键字定义了一个匿名函数。这个函数接受两个参数x和y，并返回它们的乘积。调用匿名函数时，我们传递参数2和3，并将结果赋值给result变量，并打印出来。
10. 导入函数
当一些函数在其他文件中定义时，我们可以使用import关键字将它们导入到当前的Python脚本中。下面是一个示例：
from math import sqrt
result = sqrt(9)
print(result)
运行结果：
3.0
在这个例子中，我们使用from math import sqrt语句从math模块中导入了sqrt函数。然后，在调用sqrt函数时，我们只需使用函数名即可，无需指定模块名。最后，将计算结果赋值给result变量，并打印出来。
11. 递归函数
递归函数是一种可以调用自身的函数。递归函数通常用于解决需要多次重复调用的问题。下面是一个使用递归函数的示例：
def factorial(n):
if n == 0:
return 1
else:
return n * factorial(n-1)
result = factorial(5)
print(result)
运行结果：
120
在这个例子中，factorial函数计算一个数的阶乘。如果输入参数n等于0，函数直接返回1，作为递归的终止条件。否则，函数将调用自身，并将n-1传递给递归函数。最终，递归函数将计算出n的阶乘，并返回结果。
调用factorial函数时，传递参数5，最后将计算结果赋值给result变量，并打印出来。
12. 函数的作用域
在函数中定义的变量具有函数作用域，这意味着它们只能在函数内部访问。下面是一个示例：
def my_function():
x = 10
print(x)
my_function()
print(x) # 报错，x不在当前作用域内
运行结果：
10
NameError: name 'x' is not defined
在这个例子中，x变量在my_function函数内部定义，并被打印出来。但是，在函数外部尝试访问x变量将导致错误，因为x变量只在函数内部存在。
13. 全局变量
全局变量是在函数外部定义的变量，并可以在函数内部和外部访问。下面是一个示例：
x = 10
def my_function():
print(x)
my_function()
print(x)
运行结果：
10
10
在这个例子中，x变量在函数外部定义，并被打印出来。然后，my_function函数内部也可以访问和打印同一个变量。最后，在函数外部再次打印x变量，结果仍然是10。
注意，函数内部可以通过global关键字来修改全局变量，如下所示：
x = 10
def my_function():
global x
x = 20
my_function()
print(x) # 输出20
运行结果：
20
在这个例子中，我们使用global关键字将x变量声明为全局变量，在函数内部将其值修改为20。最后，打印x变量的值，结果是20。
结论
函数是编程中非常重要的概念之一。它们可以帮助我们将代码分解为可重用的模块，并提高代码的可读性和重用性。在本文中，我们介绍了Python中定义函数的基本语法，包括无参数的函数、带参数的函数、多个参数的函数、函数的返回值、默认参数值、可变数量的参数、匿名函数、导入函数、递归函数、函数的作用域和全局变量。
通过学习和使用函数，我们可以更加有效地编写和组织我们的代码，并提高代码的可维护性和可扩展性。