使用Python定义和执行函数

在Python中，函数是非常重要的概念。函数是一段封装好的代码，可以通过函数名来调用执行。Python中的函数可以接受参数并返回值，也可以没有参数和返回值。本文将从以下几个方面对Python中的函数进行详细阐述。

一、定义函数

使用def关键字可以定义函数。函数名后面的括号内可以指定参数，参数可以是必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数。在函数的定义中，可以使用docstring进行函数说明的编写。

def greet(name):
    """
    打招呼的函数

    参数：
    name - string类型，需要打招呼的人的名字
    
    返回值：
    string类型，包含了打招呼的字符串
    """
    return 'Hello, {}'.format(name)

在上面的代码中，定义了一个叫做greet的函数，接收一个参数name，返回一个字符串类型。

二、调用函数

通过函数名和参数可以很容易地调用函数，调用函数时需要注意传入的参数类型和个数是否与函数定义中一致，否则会导致函数调用失败。

print(greet('Tom')) # 输出 Hello, Tom

在上面的代码中，通过函数名greet和参数’Tom’来调用函数，并将返回值打印到终端中。

三、函数的参数

Python中的函数参数有4种类型：必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数。

1. 必选参数

必选参数是函数定义中的普通参数，调用函数时必须传入对应个数的参数，否则会导致函数调用失败。

def add(x, y):
    """
    计算两个数之和的函数

    参数：
    x - int类型，加数1
    y - int类型，加数2
    
    返回值：
    int类型，计算结果
    """
    return x + y

print(add(2, 3)) # 输出 5

在上面的代码中，定义了一个add函数，接收两个必选参数x和y，返回两个参数的和。

2. 默认参数

默认参数是在函数定义中给参数一个默认值，函数调用时可以不传入该参数，使用默认值代替。

def add(x, y=1):
    """
    计算两个数之和的函数
    如果没有传入y的值，则y的默认值为1

    参数：
    x - int类型，加数1
    y - int类型，加数2，默认为1
    
    返回值：
    int类型，计算结果
    """
    return x + y

print(add(2))    # 输出 3
print(add(2, 3)) # 输出 5

在上面的代码中，定义了一个add函数，接收两个参数x和y，y的默认值为1，如果没有传入y的具体值，则y默认为1。

3. 可变参数

可变参数是指传入的参数个数可变的参数，可以带有不确定个数的参数，参数在函数内部被自动封装成一个元组。

def add(*nums):
    """
    计算多个数的和

    参数：
    *nums - 一个或多个int类型的参数，需要计算的数

    返回值：
    int类型，计算结果
    """
    return sum(nums)

print(add(1, 2, 3, 4)) # 输出 10

在上面的代码中，定义了一个add函数，接收可变参数nums，通过sum函数返回nums内所有参数的和。

4. 关键字参数

关键字参数是指传入的参数个数可变，传入的参数是以键值对形式存在的，参数在函数内部被自动封装成一个字典。

def introduce(name, age, nationality):
    """
    人员信息介绍函数

    参数：
    name - string类型，姓名
    age - int类型，年龄
    nationality - string类型，国籍
    
    返回值：
    string类型，包含了人员信息介绍的字符串
    """
    return '{} is {} years old and from {}'.format(name, age, nationality)

print(introduce(name='Tom', nationality='China', age=18)) # 输出 Tom is 18 years old and from China

在上面的代码中，定义了一个introduce函数，接收三个关键字参数name、age和nationality，返回这三个参数组成的字符串。

四、函数的返回值和作用域

1. 返回值

函数可以返回一个值（或多个值），使用return语句即可，如果函数内没有return语句，则默认返回None。

def max_num(nums):
    """
    计算多个数中的最大值

    参数：
    nums - 一个或多个int类型的参数，需要计算的数

    返回值：
    int类型，计算结果
    """
    return max(nums)

print(max_num([1, 3, 5, 2, 4])) # 输出 5

在上面的代码中，定义了一个max_num函数，接收一个参数nums，通过max函数返回nums内最大的一个数值。

2. 作用域

Python中的变量有两种作用域：全局作用域和局部作用域。全局作用域的变量定义在全局范围内，可以被整个脚本或模块所访问，而局部作用域的变量定义在函数内部，只能在该函数内部被访问。

total = 0 # 全局变量

def add(x, y):
    """
    计算两个数之和的函数

    参数：
    x - int类型，加数1
    y - int类型，加数2
    
    返回值：
    int类型，计算结果
    """
    total = x + y # 局部变量
    return total

print(add(2, 3)) # 输出 5
print(total)     # 输出 0

在上面的代码中，total是全局变量，add函数内的total是局部变量，局部变量只能在函数内部使用，全局变量可以在任何位置都可以使用。

五、lambda函数

lambda函数是一种匿名函数，可以用一行代码来定义一个函数，通常用于一些简单的功能实现或者函数式编程。

lambda_add = lambda x, y: x + y

print(lambda_add(2, 3)) # 输出 5

在上面的代码中，使用lambda定义了一个函数lambda_add，接收两个参数x和y，并返回两个参数的和。