Python函數總結

Python是一種高級編程語言，它具有簡單易學、功能強大、可嵌入性強等特點，在大數據、人工智慧等領域被廣泛應用。Python中函數是編寫可維護、可重用、可測試的代碼的基本單元。下面我們將從語法、參數、作用域、遞歸和高級函數五個方面對Python函數進行總結，並附上代碼示例。

一、語法

Python函數的基本結構如下：

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

其中，def關鍵字表示函數定義，function_name就是函數名；parameters是函數參數（可選）；函數體由statement(s)構成；return語句（可選）表示函數返回值。函數定義以冒號（:）結尾，函數體需要縮進。

以下是一個簡單的示例函數：

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

輸出結果為：

Hello, John. How are you?

二、參數

Python函數中，有四種類型的參數：

• 位置參數：按照順序傳遞參數（最常見的方式）
• 默認參數：如果沒有給出參數的值，則使用默認值
• 關鍵字參數：通過參數名傳遞參數
• 可變參數：傳遞不定數量的參數

以下是參數示例代碼：

#位置參數
def student(name, age, address):
    print("name:", name)
    print("age:", age)
    print("address:", address)
    
#調用函數
student("Tom", 20, "Beijing")

#默認參數
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)
    
#調用函數
greet("Kate")
greet("Bruce", "How do you do?")

#關鍵字參數
def details(name, age, gender):
    print("Name:", name)
    print("Age:", age)
    print("Gender:", gender)
    
#調用函數
details(name="Lucy", age=22, gender="female")

#可變參數
def sum(*args):
    s = 0
    for i in args:
        s += i
    return s

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

三、作用域

Python的作用域分為局部作用域、全局作用域和內置作用域。當在函數中定義變數時，在函數體內部定義的變數屬於局部變數，而不在函數內定義的變數屬於全局變數。

以下是作用域示例代碼：

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

#局部變數
def greet(name):
    print("Hello, " + name)
    
greet("Mike")

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

四、遞歸

遞歸是一種函數調用自身的技術，它是解決許多編程問題的有效方法，如遍歷一棵樹和搜索演算法等。Python完全支持遞歸，具有優雅簡練、清晰明了等特點。

以下是遞歸示例代碼：

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)

#調用函數
print("Factorial of 5 is:", factorial(5))

五、高級函數

在Python中，函數可以作為參數傳遞。這種函數稱為高級函數（higher-order function）。Python還提供了一些內置高級函數，如map()、filter()和reduce()等。

以下是高級函數示例代碼：

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

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

result = map(square, numbers)

print(list(result))

#filter()函數
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()函數
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)

結語

Python函數是編寫可維護、可重用、可測試的代碼的基本單元。在本文中，我們對Python函數的語法、參數、作用域、遞歸和高級函數進行了總結，並附帶了詳細代碼示例。通過不斷的學習和實踐，我們相信你將成為一個優秀的Python開發工程師。