Python 函数简单易理解版

什么是函数？

函数是一段代码，它可以用来完成特定的任务。如果我们在程序中需要多次完成相同或类似的任务，我们就可以将这些代码抽象出来，放在一个函数中，并在需要的时候调用该函数。这样做可以减少重复代码，提高代码的可重用性和可维护性。

函数通常由函数名、参数列表和函数体构成。参数列表指定了函数接受多少个参数，函数体是实现函数功能的代码块。函数名是调用函数的关键字。

函数的语法如下：

def function_name(parameters):
    """函数文档字符串"""
    # 函数体
    return [expression]

其中，

• def 是 Python 的关键字，用来定义函数。
• function_name 是函数的名字，需要遵循标识符命名规则。
• parameters 是函数的参数列表，可以是 0 个或多个参数。多个参数之间用逗号 , 分隔。
• "函数文档字符串" 是函数的文档字符串，用于描述函数的功能和参数说明。
• return 是用于返回函数结果的关键字。可以返回任何类型的值，或不返回任何值。

下面是一个简单的示例：

def greet(name):
    """向指定的人打招呼"""
    print("Hello, " + name + ". How are you today?")

greet("Alice")  # 输出：Hello, Alice. How are you today?
greet("Bob")    # 输出：Hello, Bob. How are you today?

在上面的示例中，函数 greet 有一个参数 name，它接受一个字符串类型的参数，并打印一条问候消息。我们可以多次调用这个函数，并传入不同的参数，来打印不同的问候消息。

函数的参数

函数的参数可以是必须参数、默认参数、可变参数和关键字参数。下面分别介绍这些参数类型。

必须参数

必须参数是指函数定义时要求传入的参数，如果不传入这些参数，函数将无法运行。

def add(x, y):
    """计算两个整数的和"""
    return x + y

result = add(1, 2)  # 返回 3

在上面的示例中，add 函数有两个必须参数 x 和 y，它们都是整数类型。在调用函数时需要传入这两个参数，如果不传入参数则会报错。

默认参数

默认参数指在定义函数时，指定一些参数的默认值。这些参数可以不传入或传入不同的值，如果不传入则使用默认值。

def greet(name, message="Hello"):
    """向指定的人打招呼，可自定义问候语"""
    print(message + ", " + name + ".")

greet("Alice")        # 输出：Hello, Alice.
greet("Bob", "Hi")    # 输出：Hi, Bob.

在上面的示例中，greet 函数有两个参数 name 和 message，其中 message 参数有一个默认值 "Hello"。在调用函数时可以不传入 message 参数，此时会使用默认值。

可变参数

可变参数指在定义函数时，不确定要传入的参数个数。Python 提供了两种方式来实现可变参数：

• *args：用于接收任意个数的非关键字参数。它把多个参数组合成一个可迭代对象，可以用于所有可以接收可迭代对象的函数或方法中。
• **kwargs：用于接收任意个数的关键字参数。它把多个参数组合成一个字典，字典的键是参数名，值是参数的值。

def add(*args):
    """计算任意个整数的和"""
    result = 0
    for x in args:
        result += x
    return result

total1 = add(1, 2, 3)  # 返回 6
total2 = add(1, 2, 3, 4, 5)  # 返回 15

在上面的示例中，add 函数有一个可变参数 *args，它可以接收任意个数的非关键字参数，并把它们组合成一个元组类型的可迭代对象 args。在函数体中可以使用这个对象完成相应的操作。

def show_info(**kwargs):
    """显示关键字参数的信息"""
    for key, value in kwargs.items():
        print(key + ": " + str(value))

show_info(name="Alice", age=25, gender="female")  # 输出：name: Alice  age: 25  gender: female
show_info(city="Shanghai", country="China")      # 输出：city: Shanghai  country: China

在上面的示例中，show_info 函数有一个可变关键字参数 **kwargs，它可以接收任意个数的关键字参数，并把它们组合成一个字典类型的对象 kwargs。在函数体中可以使用这个对象完成相应的操作。

关键字参数

关键字参数指在调用函数时，使用参数名和参数值的形式传入参数。关键字参数可以与必须参数、默认参数和可变参数混用，但必须在必须参数和默认参数之后。

def greet(name, message="Hello"):
    """向指定的人打招呼，可自定义问候语"""
    print(message + ", " + name + ".")

greet(name="Alice")        # 输出：Hello, Alice.
greet(message="Hi", name="Bob")    # 输出：Hi, Bob.

在上面的示例中，greet 函数有两个参数 name 和 message，其中 message 参数有一个默认值 "Hello"。在调用函数时可以使用参数名和参数值的形式传入参数，与函数定义中的参数名对应即可。

函数的返回值

函数通常会返回一个或多个值，我们可以使用 return 语句来指定要返回的值。如果没有指定返回值，则默认返回 None。

def add(x, y):
    """计算两个整数的和"""
    return x + y

result = add(1, 2)  # 返回 3

在上面的示例中，add 函数返回两个整数的和，调用函数时将返回值赋给变量 result。我们可以根据函数的返回值来进行一些相关的操作。

总结

Python 函数具有简单、实用、灵活等特点，是编写高质量、易维护、易复用代码的重要手段。掌握函数的基本语法和参数类型，能够帮助我们更好地阅读和编写 Python 代码。

示例说明

示例一：计算平均值

本示例演示了如何定义一个函数，计算一组数字的平均值。

def average(*args):
    """计算一组数字的平均值"""
    if len(args) == 0:
        return None  # 如果没有参数，则返回 None
    else:
        return sum(args) / len(args)

result1 = average()  # 返回 None，因为没有参数
result2 = average(1, 2, 3, 4, 5)  # 返回 3.0，因为平均值是 3
result3 = average(2, 4, 6, 8)  # 返回 5.0，因为平均值是 5

在上面的示例中，average 函数有一个可变参数 *args，它可以接收任意个数的非关键字参数，并把它们组合成一个元组类型的可迭代对象 args。在函数体中先判断参数个数是否为 0，如果是则返回 None，否则计算所有参数的和除以参数个数，得出平均值。

示例二：获取学生信息

本示例演示了如何定义一个函数，获取指定学生的信息。

def get_student_info(name, **kwargs):
    """获取指定学生的信息"""
    student_info = {
        "name": name,
        "age": kwargs.get("age", 0),
        "gender": kwargs.get("gender", "unknown"),
        "phone": kwargs.get("phone", "unknown"),
        "email": kwargs.get("email", "unknown")
    }
    return student_info

info1 = get_student_info("Alice", age=25, gender="female", phone="1234567890")
info2 = get_student_info("Bob", gender="male", email="[e-mail]")

在上面的示例中，get_student_info 函数有一个必须参数 name 和一个可变关键字参数 **kwargs，它可以接收任意个数的关键字参数，并组合成一个字典类型的对象 kwargs。在函数体中，先创建一个空字典 student_info，然后根据传入的参数和默认值，把学生的姓名、年龄、性别、电话和邮件信息进行组合，最后返回包含这些信息的字典。我们可以根据需要调用这个函数，获取指定学生的信息。