Python函數定義及使用教程

在Python中，函數是代碼組織和復用的核心概念之一。這篇教程將介紹如何定義、調用和使用Python函數，使你的代碼具有更好的組織性、可讀性和維護性。

一、函數定義

1、函數的定義和語法

在Python中，我們使用def語句來定義函數。函數定義的一般語法格式如下：

def 函數名(參數1, 參數2, ....) :
    "函數文檔字元串"
    函數體
    return [表達式]

def關鍵字後面是函數名，括弧中是函數的參數列表，參數列表可以為空或者包含多個參數。函數體中可以包含一條或多條語句。函數的執行過程中可以通過return語句返回一個值，也可以省略不返回值。

def語句必須為頂層語句，也就是說不能嵌套在其他語句內部。因為Python的函數支持一種特殊的語法：嵌套函數。

一個簡單的函數示例：

def add(x, y):
    return x + y

這個add()函數接受兩個參數x和y，並返回它們之和。

2、函數文檔字元串

函數文檔字元串是一個可選的字元串文字，緊跟在函數頭部的第一行。它的功能是對這個函數進行描述，提供更多的信息，比如函數的作用、參數、返回值等等。

一個有良好注釋的函數樣例：

def add(x, y):
    """
    This function adds two numbers and return the result.
    x: first number
    y: second number
    return: sum of x and y
    """
    return x + y

注釋用三個雙引號或者單引號括起來，在這裡作為函數文檔字元串使用。函數文檔字元串在調用help()函數時用作函數的幫助文檔。

二、函數調用

1、函數的調用和語法

一旦你定義了一個函數，就可以通過函數名來調用函數。函數的調用語法格式如下：

函數名(參數1, 參數2, ...)

函數參數可以是任意類型的，包括數字、字元串、列表、元組、字典等等。

2、函數參數和返回值

函數可以接受零個或多個參數，也可以返回零個或一個值。函數定義時需要指定參數列表，函數調用時需要提供實際參數。函數的返回值通過return語句實現。如果在函數體內省略了return語句，則函數返回None。

示例：

def greet(name):
    return "Hello, " + name + "!"

print(greet("Tom")) # Hello, Tom!

greet()函數接受一個參數name，並返回一個字元串。當調用greet()函數時，傳入參數”Tom”，函數返回值Hello, Tom!，該結果被print()函數輸出。

三、函數高級用法

1、函數的嵌套

在Python中，函數可以嵌套定義在其他函數中。

示例：

def outer():
    print("I am outer!")
    def inner():
        print("I am inner!")
    inner()
    
outer()

在以上例子中，inner()函數被嵌套在了outer()函數中。

2、默認參數和關鍵字參數

在函數定義時，可以為參數設置默認值，這些參數稱為默認參數。在函數調用時，如果沒有傳入默認參數，則使用該默認值。如果傳入了參數，則使用傳入的值。默認參數可以是任何類型的數據。

示例：

def greet(name="World"):
    return "Hello, " + name + "!"

print(greet()) # Hello, World!
print(greet("Tom")) # Hello, Tom!

另外，Python還支持關鍵字參數，關鍵字參數允許用參數名指定參數值，可以不按照函數定義時參數的順序來傳遞參數。

示例：

def greet(name, message):
    return message + ", " + name + "!"

print(greet(message="Good morning", name="Tom")) # Good morning, Tom!

在以上例子中，函數調用傳入的參數按照名稱進行了匹配，因此參數順序與函數定義順序不一致，但不影響函數的運行。

3、可變參數

在很多情況下，函數需要處理不定數量的參數，Python提供了兩種方法來實現這個功能：

① 參數個數不固定的可變參數（*args）；

② 參數名稱不固定的關鍵字參數（**kwargs）。

示例：

def add(*args):
    result = 0
    for i in args:
        result += i
    return result

print(add(1, 2, 3)) # 6

在以上例子中，add()函數定義時使用了*args表示可變參數，可以接收任意數量的參數。在函數體內，我們使用for循環將所有參數相加，最後返回結果。

4、匿名函數

在Python中，我們可以使用lambda關鍵字來創建匿名函數。匿名函數實際上就是自包含的單行函數，可以簡化代碼，提高代碼可讀性。

示例：

add = lambda x, y: x + y
print(add(1, 2)) # 3

在以上例子中，lambda函數接收兩個參數x和y，並返回它們的和。值得注意的是，這個匿名函數賦值給了變數add，因此可以多次調用。

總結

本教程簡單介紹了Python中函數的定義、調用及高級用法，並用豐富的示例代碼讓你更好地理解Python函數的核心概念和應用場景。在實際開發過程中，函數的應用非常廣泛，合理編寫函數也是Python編程中的重要技能之一。希望你在學習的過程中得到有效的幫助，也期待你在未來的代碼中運用到自己的實踐中。