Python函數定義與使用指南

一、為什麼要使用函數

Python中函數是一種重要的代碼組織方式。函數能讓你將一個大的任務分解成許多小的任務，這些小的任務可相互獨立完成，並且可以重複使用。函數能夠讓代碼更加模塊化，這使得整個程序更加清晰，易於維護。

下面是一個例子，使用函數來計算兩個數的和：

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

x = add(3, 4)
print(x)  # 輸出結果為7

二、Python函數的定義與調用

Python函數的定義方式如下：

def function_name(parameters):
    statement(s)

其中function_name是函數的名稱，需要符合Python的命名規則，通常使用小寫字母；parameters是可選的輸入參數，多個參數之間使用逗號分隔；statements是函數的實現，需要使用縮進表示屬於這個函數的一部分。

這是一個計算平方的函數，我們可以定義它如下：

def square(x):
    result = x * x
    return result

調用函數的方法非常簡單，只需要寫上函數名，並將需要的參數傳遞給它即可：

x = square(5)
print(x)  # 輸出結果為25

三、函數返回多值

Python函數可以返回多個值。實際上，Python會將返回值封裝成一個元組(tuple)並一起返回。

以下是一個例子，演示如何返回多個值：

def divide(x, y):
    quotient = x // y
    remainder = x % y
    return quotient, remainder

q, r = divide(10, 3)
print(q, r)  # 輸出結果為3 1

在上面的代碼中，我們定義了一個函數divide，它將兩個參數x和y作為輸入，並返回商和餘數。我們可以使用兩個變數q和r將返回的結果解包(unpack)。

四、函數的參數傳遞方式

Python中函數的參數可以是位置參數、關鍵字參數以及默認參數。

以下是示例代碼，演示如何使用這三種參數傳遞方式：

# 位置參數
def greet(name, message):
    print("Hello", name + ',', message)

greet("Bob", "how are you?")  # 輸出結果為Hello Bob, how are you?

# 關鍵字參數
greet(message="how are you?", name="Bob")  # 輸出結果為Hello Bob, how are you?

# 默認參數
def greet(name, message="how are you?"):
    print("Hello", name + ',', message)

greet("Bob")  # 輸出結果為Hello Bob, how are you?

在函數的定義中，我們可以使用參數默認值來創建默認參數，當調用函數時，沒有提供對應的參數時，程序使用默認值，而不必指定它們。

五、匿名函數

Python中的匿名函數（lambda函數）是一種簡單的函數，通常用於需要一些簡短的操作時使用。

下面是一個例子，使用lambda函數來計算兩個數的和：

add = lambda x, y: x + y
print(add(3, 4))  # 輸出結果為7

匿名函數有以下的限制：它只能包含一個表達式，並且該表達式的值成為函數的返回值，不能包含多條語句；不能訪問函數外面的變數。

六、閉包

Python中的閉包是指可以在內部函數中訪問到以外函數作用域的變數的函數。

以下是一個例子，演示如何使用閉包：

def outer_func(x):
    def inner_func(y):
        return x + y
    return inner_func

closure = outer_func(10)
print(closure(5))  # 輸出結果為15

在上面的代碼中，我們定義了一個outer_func函數，它接受一個參數x，返回一個內部函數inner_func。內部函數可以訪問外部函數的變數x。我們可以將outer_func(10)的結果賦值給一個變數closure。這個變數實際上是一個函數(inner_func)，當我們調用它並傳入一個參數5時，變數x的值仍然是10，因此函數的返回值為15。