使用Python定義和執行函數

在Python中，函數是非常重要的概念。函數是一段封裝好的代碼，可以通過函數名來調用執行。Python中的函數可以接受參數並返回值，也可以沒有參數和返回值。本文將從以下幾個方面對Python中的函數進行詳細闡述。

一、定義函數

使用def關鍵字可以定義函數。函數名後面的括號內可以指定參數，參數可以是必選參數、默認參數、可變參數和關鍵字參數。在函數的定義中，可以使用docstring進行函數說明的編寫。

def greet(name):
    """
    打招呼的函數

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

在上面的代碼中，定義了一個叫做greet的函數，接收一個參數name，返回一個字符串類型。

二、調用函數

通過函數名和參數可以很容易地調用函數，調用函數時需要注意傳入的參數類型和個數是否與函數定義中一致，否則會導致函數調用失敗。

print(greet('Tom')) # 輸出 Hello, Tom

在上面的代碼中，通過函數名greet和參數’Tom’來調用函數，並將返回值打印到終端中。

三、函數的參數

Python中的函數參數有4種類型：必選參數、默認參數、可變參數和關鍵字參數。

1. 必選參數

必選參數是函數定義中的普通參數，調用函數時必須傳入對應個數的參數，否則會導致函數調用失敗。

def add(x, y):
    """
    計算兩個數之和的函數

    參數：
    x - int類型，加數1
    y - int類型，加數2
    
    返回值：
    int類型，計算結果
    """
    return x + y

print(add(2, 3)) # 輸出 5

在上面的代碼中，定義了一個add函數，接收兩個必選參數x和y，返回兩個參數的和。

2. 默認參數

默認參數是在函數定義中給參數一個默認值，函數調用時可以不傳入該參數，使用默認值代替。

def add(x, y=1):
    """
    計算兩個數之和的函數
    如果沒有傳入y的值，則y的默認值為1

    參數：
    x - int類型，加數1
    y - int類型，加數2，默認為1
    
    返回值：
    int類型，計算結果
    """
    return x + y

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

在上面的代碼中，定義了一個add函數，接收兩個參數x和y，y的默認值為1，如果沒有傳入y的具體值，則y默認為1。

3. 可變參數

可變參數是指傳入的參數個數可變的參數，可以帶有不確定個數的參數，參數在函數內部被自動封裝成一個元組。

def add(*nums):
    """
    計算多個數的和

    參數：
    *nums - 一個或多個int類型的參數，需要計算的數

    返回值：
    int類型，計算結果
    """
    return sum(nums)

print(add(1, 2, 3, 4)) # 輸出 10

在上面的代碼中，定義了一個add函數，接收可變參數nums，通過sum函數返回nums內所有參數的和。

4. 關鍵字參數

關鍵字參數是指傳入的參數個數可變，傳入的參數是以鍵值對形式存在的，參數在函數內部被自動封裝成一個字典。

def introduce(name, age, nationality):
    """
    人員信息介紹函數

    參數：
    name - string類型，姓名
    age - int類型，年齡
    nationality - string類型，國籍
    
    返回值：
    string類型，包含了人員信息介紹的字符串
    """
    return '{} is {} years old and from {}'.format(name, age, nationality)

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

在上面的代碼中，定義了一個introduce函數，接收三個關鍵字參數name、age和nationality，返回這三個參數組成的字符串。

四、函數的返回值和作用域

1. 返回值

函數可以返回一個值（或多個值），使用return語句即可，如果函數內沒有return語句，則默認返回None。

def max_num(nums):
    """
    計算多個數中的最大值

    參數：
    nums - 一個或多個int類型的參數，需要計算的數

    返回值：
    int類型，計算結果
    """
    return max(nums)

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

在上面的代碼中，定義了一個max_num函數，接收一個參數nums，通過max函數返回nums內最大的一個數值。

2. 作用域

Python中的變量有兩種作用域：全局作用域和局部作用域。全局作用域的變量定義在全局範圍內，可以被整個腳本或模塊所訪問，而局部作用域的變量定義在函數內部，只能在該函數內部被訪問。

total = 0 # 全局變量

def add(x, y):
    """
    計算兩個數之和的函數

    參數：
    x - int類型，加數1
    y - int類型，加數2
    
    返回值：
    int類型，計算結果
    """
    total = x + y # 局部變量
    return total

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

在上面的代碼中，total是全局變量，add函數內的total是局部變量，局部變量只能在函數內部使用，全局變量可以在任何位置都可以使用。

五、lambda函數

lambda函數是一種匿名函數，可以用一行代碼來定義一個函數，通常用於一些簡單的功能實現或者函數式編程。

lambda_add = lambda x, y: x + y

print(lambda_add(2, 3)) # 輸出 5

在上面的代碼中，使用lambda定義了一個函數lambda_add，接收兩個參數x和y，並返回兩個參數的和。