Python def用法：定義函數並實現代碼復用

一、什麼是函數

函數是指為了完成特定任務、可以重複使用的一段程序代碼，函數可以接受輸入參數和返回輸出結果，是編程語言中最基本的代碼模塊之一。

在Python中，使用「def」關鍵字定義，後面跟函數名和一對圓括號，圓括號中可以包括若干個參數。函數語法如下所示：

def func_name(arg1,arg2,...,argn):
    statement1
    statement2
    ...
    return [expression]

其中，def代表函數定義關鍵字；func_name為函數名，命名規則和變量命名規則相同；arg1~argn為函數參數，用逗號隔開；statement1和statement2為函數體，語句塊可以包含零個或多個語句；return語句用來返回函數的結果，也可以省略。

二、函數的使用

函數的使用可以分為三個部分：函數的定義、函數的調用、函數的返回值。

1.函數的定義

在Python中定義一個函數，只需要使用def關鍵字即可，例如，定義一個求兩個數之和的函數，代碼如下：

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

2.函數的調用

調用函數時，需要指定函數名，並且傳入必要的參數。例如，調用上述函數sum()計算3+4的結果，代碼如下：

c = sum(3, 4)
print(c)

執行結果為:

7

3.函數的返回值

函數執行完後，可以通過return語句返回一個值或一組值。例如，定義一個函數檢查年份是否為閏年：

def is_leap(year):
    if (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or year % 400 == 0:
        return True
    else:
        return False

調用函數判斷2000年是否是閏年：

b = is_leap(2000)
print(b)

執行結果為：

True

三、函數的參數傳遞

在Python中，函數的參數傳遞有兩種方式：傳值和傳址。

1.傳值

傳值指的是將參數的值複製一份傳遞給函數，函數內部的操作不會影響調用函數時傳遞的參數本身。例如：

def change_num(num):
    num += 1
    print("內部：num=", num)
    
a = 1
change_num(a)
print("外部：a=", a)

執行結果為：

內部：num= 2
外部：a= 1

可以看到在函數內部修改num的值對參數a沒有任何影響。

2.傳址

傳址指的是將參數的地址傳遞給函數，函數內部操作會影響調用函數時傳遞的參數本身。Python中默認情況下，所有參數都是傳址。

例如，定義一個將列表中的元素加1的函數：

def add_one(lst):
    for i in range(len(lst)):
        lst[i] += 1
    print("內部：lst=", lst)
    
b = [1, 2, 3]
add_one(b)
print("外部：b=", b)

執行結果為：

內部：lst= [2, 3, 4]
外部：b= [2, 3, 4]

在函數內部修改了列表lst，對參數b也產生了影響。

四、函數的參數類型

Python中的函數參數類型可以分為四種：位置參數、默認參數、可變參數和關鍵字參數。

1.位置參數

位置參數是最常用的一種參數類型，是指按照函數定義順序傳遞參數，例如：

def foo(x, y):
    print("x=", x)
    print("y=", y)

foo(1, 2)

輸出結果為：

x= 1
y= 2

2.默認參數

默認參數是指在函數定義時，給參數設置一個默認值。調用函數時，如果不傳該參數，則使用默認值。例如：

def foo(x, y=2):
    print("x=", x)
    print("y=", y)

foo(1)
foo(1, 3)

執行結果為：

x= 1
y= 2
x= 1
y= 3

3.可變參數

可變參數是指傳入的參數個數是可變的。在函數定義時使用*args表示可變參數，例如：

def foo(*args):
    for arg in args:
        print(arg)

foo(1, 2, 3)

執行結果為：

1
2
3

4.關鍵字參數

關鍵字參數是指在函數調用時，使用形如key=value的方式進行調用。在函數定義時使用**kwargs表示關鍵字參數，例如：

def foo(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(key, "=", value)

foo(name="Alice", age=18)

執行結果為：

name = Alice
age = 18

五、函數的嵌套調用

函數的嵌套調用是指在一個函數中調用另一個函數。例如，定義一個求兩個數平方和的函數sum_of_squares()，並在另一個函數foo()中調用此函數：

def sum_of_squares(x, y):
    return x**2 + y**2

def foo(a, b):
    return sum_of_squares(a, b)

c = foo(3, 4)
print(c)

執行結果為：

25

六、總結

函數是Python語言中非常重要的一種結構，可以讓程序變得更加模塊化和可復用。Python中通過def關鍵字定義函數，可以使用位置參數、默認參數、可變參數和關鍵字參數進行函數參數傳遞，多種參數形式使得函數更加靈活。通過函數的嵌套調用，可以大大提高編程效率。