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Python 函数详解（Python 3.x）

函数是 Python 中组织代码的基本单元，用于封装可重用的逻辑。与 Java 的 “方法” 类似，但 Python 函数更灵活，支持默认参数、关键字参数、可变参数等特性。本文将全面介绍 Python 函数的定义、参数类型、返回值及模块使用。

函数的基本定义与调用

使用 def 关键字定义函数，语法为：

def 函数名(参数列表):
    函数体（缩进代码块）
    [return 返回值]

无参数函数

不接收参数的函数，直接执行预设逻辑：

# 定义无参数函数
def say_hello():
    print("Hello, Python!")

# 调用函数（函数名后加括号）
say_hello()  # 输出：Hello, Python!

带参数函数

接收输入参数，根据参数执行不同逻辑：

# 定义比较两个数的函数
def print_max(a, b):
    if a > b:
        print(f"{a} 是最大值")
    elif a == b:
        print("两者相等")
    else:
        print(f"{b} 是最大值")

# 调用函数并传递参数
print_max(5, 7)   # 输出：7 是最大值
print_max(3, 3)   # 输出：两者相等

函数参数的高级用法

Python 函数参数支持多种灵活的传递方式，远超传统语言的位置参数。

默认值参数

为参数指定默认值，调用时可省略该参数（默认值参数必须放在无默认值参数之后）：

# 定义带默认值的函数
def greet(name, greeting="Hello"):
    print(f"{greeting}, {name}!")

# 调用时省略默认值参数
greet("Alice")          # 输出：Hello, Alice!
# 显式传递默认值参数
greet("Bob", "Hi")      # 输出：Hi, Bob!

注意：默认值参数的默认值只在函数定义时计算一次，若默认值是可变对象（如列表），可能导致意外结果：

def add_item(item, lst=[]):  # 不推荐：默认值为可变对象
    lst.append(item)
    return lst

print(add_item(1))  # 输出：[1]
print(add_item(2))  # 输出：[1, 2]（默认列表被复用）

解决方法：用 None 作为默认值，在函数内初始化可变对象：

def add_item(item, lst=None):
    if lst is None:
        lst = []
    lst.append(item)
    return lst

关键字参数

调用函数时，通过 “参数名 = 值” 的方式传递参数，无需严格遵守位置顺序：

def describe_person(name, age, city):
    print(f"{name}，{age}岁，来自{city}")

# 传统位置参数（需按顺序传递）
describe_person("Alice", 20, "Beijing")

# 关键字参数（可打乱顺序）
describe_person(age=21, name="Bob", city="Shanghai")
# 混合使用（位置参数必须在关键字参数前）
describe_person("Charlie", city="Guangzhou", age=22)

关键字参数的优势：

提高代码可读性（明确参数含义）。
无需记忆参数顺序，尤其适合参数较多的函数。

可变参数

当参数数量不确定时，使用可变参数接收任意数量的输入：

*args：接收任意数量的位置参数，打包为元组（tuple）。
**kwargs：接收任意数量的关键字参数，打包为字典（dictionary）。

# 定义含可变参数的函数
def print_info(name, *hobbies, **details):
    print(f"姓名：{name}")
    print("爱好：", hobbies)  # hobbies 是元组
    print("详细信息：", details)  # details 是字典

# 调用函数
print_info(
    "Alice",
    "读书", "旅行",  # 位置参数，被 *hobbies 接收
    age=20, city="Beijing"  # 关键字参数，被 **details 接收
)

输出结果：

姓名：Alice
爱好： ('读书', '旅行')
详细信息： {'age': 20, 'city': 'Beijing'}

注意：参数定义顺序必须为：普通参数 → *args → **kwargs。

函数的返回值

使用 return 语句返回函数执行结果，若未指定 return，函数默认返回 None。

基本返回值

# 定义返回单个值的函数
def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)
print(result)  # 输出：8

返回多个值

Python 函数可通过元组间接返回多个值（本质是返回一个元组，自动解包）：

def get_user():
    name = "Alice"
    age = 20
    city = "Beijing"
    return name, age, city  # 等价于 return (name, age, city)

# 自动解包为多个变量
user_name, user_age, user_city = get_user()
print(user_name, user_age, user_city)  # 输出：Alice 20 Beijing

函数与模块（Module）

模块是包含函数和变量的 .py 文件，用于代码复用（类似 Java 的包）。

导入模块

假设存在 my_module.py 文件，内容如下：

# my_module.py
def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

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

PI = 3.14159

可通过以下方式导入模块中的内容：

导入方式	说明	示例调用
`import 模块名`	导入整个模块	`my_module.greet("Alice")`
`from 模块名 import 成员`	导入模块中的指定成员（函数、变量）	`from my_module import greet; greet("Alice")`
`import 模块名 as 别名`	给模块起别名，简化调用	`import my_module as mm; mm.add(1, 2)`
`from 模块名 import *`	导入模块中所有公开成员（不推荐）	`greet("Alice")`

示例：使用模块

# 导入整个模块并起别名
import my_module as mm

print(mm.greet("Bob"))  # 输出：Hello, Bob!
print(mm.add(2, 3))     # 输出：5
print(mm.PI)            # 输出：3.14159

# 导入指定成员
from my_module import greet, PI

print(greet("Charlie"))  # 输出：Hello, Charlie!
print(PI)                # 输出：3.14159

安装与使用第三方模块

Python 生态有大量第三方模块，可通过 pip 安装（Python 3 建议用 pip3）：

# 安装 requests 模块（用于网络请求）
pip3 install requests

使用第三方模块：

import requests

response = requests.get("https://www.baidu.com")
print(response.status_code)  # 输出：200（表示请求成功）

函数的作用域

变量的作用域指其可访问的范围，Python 函数有两种主要作用域：

局部变量：在函数内部定义，仅在函数内有效。
全局变量：在函数外部定义，可在整个模块内访问。

# 全局变量
global_var = "我是全局变量"

def my_func():
    # 局部变量
    local_var = "我是局部变量"
    print(local_var)
    print(global_var)  # 可访问全局变量

my_func()
print(global_var)
# print(local_var)  # 报错：局部变量在函数外不可访问

修改全局变量：需用 global 声明：

count = 0

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

increment()
print(count)  # 输出：1