Python函数的定义与调用

欢迎来到Python函数的学习教程！作为编程的核心概念，函数能让你写出更高效、更易维护的代码。本教程专为新人设计，我们将从零开始，一步步讲解函数的定义和调用，让你轻松上手。

什么是函数？

函数是一段封装好的代码块，用于执行特定任务。想象一下，如果你想多次做同样的事情（比如打招呼或计算），与其重复写代码，不如定义一个函数，随时调用它。这样能让你的代码更整洁、更模块化，也更容易调试和修改。

如何定义函数？

在Python中，使用def关键字来定义函数。基本语法如下：

def function_name(parameters):
    """文档字符串（可选）"""
    # 函数体：这里写代码
    return value  # 返回值（可选）

让我们分解一下：

• function_name：函数名，使用小写字母和下划线，如my_function，让它描述函数做什么。
• parameters：参数列表，可以有零个或多个参数，用来接收输入值。
• 文档字符串：用三引号包裹的字符串，描述函数的作用，这是一个好习惯，但不是必需的。
• 函数体：包含实际执行的代码。
• return：用于返回结果；如果不写，函数默认返回None。

示例：定义一个简单函数

这里有一个函数，它向某人打招呼：

def greet(name):
    """这个函数向指定的人打招呼。"""
    message = f"Hello, {name}!"
    return message

在这个例子中：

• 函数名是greet。
• 参数name用来接收一个名字。
• 函数体创建一条问候消息。
• return返回这个消息。

如何调用函数？

定义函数后，就可以调用它来执行代码。调用函数时，使用函数名后跟括号，括号内传递参数（如果有的话）。

示例：调用函数

基于上面的greet函数，我们来调用它：

# 调用函数，传递参数"Alice"
result = greet("Alice")
print(result)  # 输出：Hello, Alice!

你也可以直接打印调用结果：

print(greet("Bob"))  # 输出：Hello, Bob!

深入理解参数和返回值

为了让函数更灵活，Python提供了多种参数类型和返回值选项。

参数类型

1. 位置参数：按顺序传递参数。

   def add(a, b):
       return a + b
   sum_result = add(3, 5)  # a=3, b=5
   print(sum_result)  # 输出：8
   

2. 关键字参数：指定参数名来传递，顺序不重要。

   sum_result = add(b=5, a=3)  # 相同结果
   

3. 默认参数：定义函数时给参数默认值，调用时可省略。

   def greet(name, greeting="Hello"):
       return f"{greeting}, {name}!"
   print(greet("Alice"))  # 输出：Hello, Alice!
   print(greet("Bob", "Hi"))  # 输出：Hi, Bob!
   

4. 可变参数：处理不确定数量的参数。

   • *args：接收任意数量的位置参数，作为元组处理。

     def sum_all(*args):
         total = 0
         for num in args:
             total += num
         return total
     print(sum_all(1, 2, 3))  # 输出：6
     

   • **kwargs：接收任意数量的关键字参数，作为字典处理。

     def print_info(**kwargs):
         for key, value in kwargs.items():
             print(f"{key}: {value}")
     print_info(name="Alice", age=25)  # 输出：name: Alice, age: 25
     

返回值

函数可以返回任何类型的值，如数字、字符串、列表等。如果返回多个值，可以使用元组。

示例：返回多个值

def get_min_max(numbers):
    """返回列表中的最小值和最大值。"""
    return min(numbers), max(numbers)  # 返回一个元组

nums = [1, 5, 3, 9]
min_val, max_val = get_min_max(nums)  # 解包元组
print(f"最小值: {min_val}, 最大值: {max_val}")  # 输出：最小值: 1, 最大值: 9

常见错误和注意事项

• 忘记调用函数：定义函数后，必须调用它才能执行。例如，greet是函数定义，greet("Alice")是调用。
• 参数数量不匹配：如果函数定义有2个参数，调用时只传1个，会报错。确保传递正确数量的参数，或使用默认参数。
• 未处理返回值：如果函数有return，记得使用或存储返回值；否则，返回值会被忽略。
• 命名冲突：避免使用Python内置函数名（如print）作为函数名。

实践练习

尝试自己写一个函数：

1. 定义一个函数square，计算一个数字的平方并返回。
2. 调用它测试一下。

提示：

def square(number):
    return number ** 2

print(square(4))  # 应该输出：16

总结

通过本教程，你学到了：

• 函数是代码重用的关键，让程序更模块化。
• 使用def定义函数，包括参数、函数体和返回值。
• 调用函数时传递参数，可以是位置、关键字或默认参数。
• 函数可以返回一个值或多个值。

函数是Python编程的基础，多多练习定义和调用函数，你会很快掌握它。如果你遇到问题，回到示例代码复习一下，或者尝试修改它们。祝你学习愉快！

如果你准备好了，可以继续学习更高级的函数概念，如递归或lambda函数。但首先，确保你已经熟练掌握了基础的定义与调用。