Python函数总结

Python是一种高级编程语言，它具有简单易学、功能强大、可嵌入性强等特点，在大数据、人工智能等领域被广泛应用。Python中函数是编写可维护、可重用、可测试的代码的基本单元。下面我们将从语法、参数、作用域、递归和高级函数五个方面对Python函数进行总结，并附上代码示例。

一、语法

Python函数的基本结构如下：

def function_name(parameters):
    """docstring"""
    statement(s)
    return [expression]

其中，def关键字表示函数定义，function_name就是函数名；parameters是函数参数（可选）；函数体由statement(s)构成；return语句（可选）表示函数返回值。函数定义以冒号（:）结尾，函数体需要缩进。

以下是一个简单的示例函数：

def greet(name):
    """"This function greets to the person passed in as parameter"""
    print("Hello, " + name + ". How are you?")
    
# 调用函数
greet('John')

输出结果为：

Hello, John. How are you?

二、参数

Python函数中，有四种类型的参数：

• 位置参数：按照顺序传递参数（最常见的方式）
• 默认参数：如果没有给出参数的值，则使用默认值
• 关键字参数：通过参数名传递参数
• 可变参数：传递不定数量的参数

以下是参数示例代码：

#位置参数
def student(name, age, address):
    print("name:", name)
    print("age:", age)
    print("address:", address)
    
#调用函数
student("Tom", 20, "Beijing")

#默认参数
def greet(name, msg="Good morning!"):
    """
    This function greets to the person with the provided message.
    If message is not provided, it defaults to "Good morning!"
    """
    print("Hello", name + ', ' + msg)
    
#调用函数
greet("Kate")
greet("Bruce", "How do you do?")

#关键字参数
def details(name, age, gender):
    print("Name:", name)
    print("Age:", age)
    print("Gender:", gender)
    
#调用函数
details(name="Lucy", age=22, gender="female")

#可变参数
def sum(*args):
    s = 0
    for i in args:
        s += i
    return s

#调用函数
result = sum(1, 2, 3, 4, 5)
print("sum:", result)

三、作用域

Python的作用域分为局部作用域、全局作用域和内置作用域。当在函数中定义变量时，在函数体内部定义的变量属于局部变量，而不在函数内定义的变量属于全局变量。

以下是作用域示例代码：

#全局变量
count = 0
def add():
    global count
    count += 1
add()
print("count:", count)

#局部变量
def greet(name):
    print("Hello, " + name)
    
greet("Mike")

#内置作用域
import builtins
print(dir(builtins))

四、递归

递归是一种函数调用自身的技术，它是解决许多编程问题的有效方法，如遍历一棵树和搜索算法等。Python完全支持递归，具有优雅简练、清晰明了等特点。

以下是递归示例代码：

def factorial(n):
    """This is a recursive function
    to find the factorial of an integer"""

    if n == 1:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n-1)

#调用函数
print("Factorial of 5 is:", factorial(5))

五、高级函数

在Python中，函数可以作为参数传递。这种函数称为高级函数（higher-order function）。Python还提供了一些内置高级函数，如map()、filter()和reduce()等。

以下是高级函数示例代码：

#map()函数
def square(x):
    return x**2

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

result = map(square, numbers)

print(list(result))

#filter()函数
def is_even(n):
    return n % 2 == 0

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

result = filter(is_even, numbers)

print(list(result))

#reduce()函数
from functools import reduce

def multiply(x, y):
    return x * y

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

result = reduce(multiply, numbers)

print(result)

结语

Python函数是编写可维护、可重用、可测试的代码的基本单元。在本文中，我们对Python函数的语法、参数、作用域、递归和高级函数进行了总结，并附带了详细代码示例。通过不断的学习和实践，我们相信你将成为一个优秀的Python开发工程师。