【Python】函数

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正文

1. 函数的定义

1.1 基本定义方式

在 Python 中，使用 def 关键字来定义函数。其基本语法如下：

def function_name(parameters):
    """函数文档字符串，用于描述函数的功能和使用方法"""
    # 函数体，包含具体的执行代码
    return result  # 可选，用于返回函数的结果

以下是一个简单的示例，定义一个用于计算两个数之和的函数：

def add_numbers(a, b):
    """计算两个数的和"""
    return a + b

1.2 函数名和参数

• 函数名应该具有描述性，遵循 Python 的命名规范（通常使用小写字母和下划线）。
• 参数是函数接收的输入值，可以有零个或多个。参数在函数定义时位于括号内，多个参数之间用逗号分隔。

2. 函数的调用

2.1 基本调用方式

定义好函数后，可以通过函数名加上括号并传入相应的参数来调用函数。例如，调用上面定义的 add_numbers 函数：

result = add_numbers(3, 5)
print(result)  # 输出 8

2.2 参数传递

• 位置参数：按照参数在函数定义中的顺序依次传递值。例如：

def greet(name, message):
    print(f"{message}, {name}!")

greet("Alice", "Hello")  # 位置参数传递

• 关键字参数：通过指定参数名来传递值，这样可以不按照参数定义的顺序。例如：

greet(message="Hi", name="Bob")  # 关键字参数传递

• 默认参数：在函数定义时可以为参数指定默认值，调用函数时如果没有提供该参数的值，则使用默认值。例如：

def greet(name, message="Hello"):
    print(f"{message}, {name}!")

greet("Charlie")  # 使用默认的 message 值

3. 函数的返回值

3.1 return 语句

return 语句用于从函数中返回一个值，并终止函数的执行。一个函数可以有多个 return 语句，但只有一个会被执行。例如：

def is_even(num):
    if num % 2 == 0:
        return True
    return False

print(is_even(4))  # 输出 True

3.2 返回多个值

在 Python 中，函数可以通过返回一个元组的方式返回多个值。例如：

def get_name_and_age():
    name = "David"
    age = 25
    return name, age

name, age = get_name_and_age()
print(f"Name: {name}, Age: {age}")

4. 函数的作用域

4.1 局部变量

在函数内部定义的变量是局部变量，只能在函数内部访问。例如：

def example_function():
    local_variable = 10
    print(local_variable)

example_function()
# print(local_variable)  # 这行代码会报错，因为 local_variable 是局部变量

4.2 全局变量

在函数外部定义的变量是全局变量，可以在函数内部访问，但如果要在函数内部修改全局变量的值，需要使用 global 关键字。例如：

global_variable = 20

def modify_global():
    global global_variable
    global_variable = 30

modify_global()
print(global_variable)  # 输出 30

5. 匿名函数（Lambda 函数）

5.1 定义和使用

Lambda 函数是一种简洁的、匿名的函数，通常用于简单的、一次性的操作。其基本语法为：

lambda arguments: expression

以下是一个使用 Lambda 函数的示例，用于计算两个数的乘积：

multiply = lambda a, b: a * b
print(multiply(4, 6))  # 输出 24

5.2 应用场景

Lambda 函数常用于需要传递一个简单函数作为参数的情况，例如在 map()、filter() 等函数中。例如，使用 map() 函数将列表中的每个元素都平方：

numbers = [1, 2, 3, 4]
squared_numbers = list(map(lambda x: x ** 2, numbers))
print(squared_numbers)  # 输出 [1, 4, 9, 16]

6. 递归函数

6.1 定义和原理

递归函数是指在函数内部调用自身的函数。递归函数通常包含两个部分：基本情况（终止条件）和递归情况。基本情况用于终止递归，避免无限循环。例如，计算阶乘的递归函数：

def factorial(n):
    if n == 0 or n == 1:
        return 1  # 基本情况
    return n * factorial(n - 1)  # 递归情况

print(factorial(5))  # 输出 120

6.2 优缺点

• 优点：递归函数可以使代码更加简洁、清晰，尤其适用于处理具有递归结构的问题，如树的遍历、分治算法等。
• 缺点：递归函数可能会导致栈溢出错误，尤其是在递归深度很大的情况下。同时，递归函数的性能可能不如迭代实现，因为每次递归调用都需要额外的栈空间和函数调用开销。

结语
感谢您的阅读！期待您的一键三连！欢迎指正！