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【第八章】函数进阶宝典：参数、返回值与作用域全解析

news 2025/8/8 7:19:40

函数是 Python 最重要的抽象单元，灵活掌握参数定义、返回值处理和作用域规则，才能写出高复用、高可维护的代码。深入解析各类参数、返回技巧与作用域关键字，让你的函数设计更加优雅！

前言
参数类型全家桶
- 位置参数
- 关键字参数
- 默认参数
- 可变参数 *args
- 关键字可变参数 **kwargs
- 仅限关键字参数
- [仅限位置参数（Python 3.8+）](#仅限位置参数python 38)
返回值与多返回
作用域与命名空间
- 局部作用域 (Local)
- 全局作用域 (Global)
- 内嵌作用域 (Enclosing) 与 nonlocal
- 内置作用域 (Built-in)
闭包与装饰器前奏
实战示例
1. 统计函数调用日志
2. 工厂函数生成定制化函数
总结
免责声明

前言

在 Python 中，函数定义远不止 (x, y) 这么简单。掌握多种参数形式、返回值解包，以及作用域规则，能让你的函数在团队协作和框架开发中大放异彩。本文将全面拆解函数高级用法，并通过实战案例加深理解。

参数类型全家桶

位置参数

def add(a, b):return a + bprint(add(1, 2))  # 3

按顺序传入，缺少必报错。

关键字参数

def greet(name, msg):print(f"{name}，{msg}")greet(msg="早上好", name="Alice")

可指定参数名，顺序可任意。

默认参数

def connect(host, port=3306):print(f"连接到 {host}:{port}")connect("localhost")         # 使用默认 port
connect("localhost", 5432)   # 覆盖默认值

默认值在函数定义时计算，避免可变对象陷阱。

可变参数 `*args`

def concat(*args):return "-".join(args)print(concat("A", "B", "C"))  # "A-B-C"

接收任意数量的位置参数，args 为元组。

关键字可变参数 `**kwargs`

def show_info(**kwargs):for k, v in kwargs.items():print(f"{k} = {v}")show_info(name="Bob", age=30)

接收任意数量的命名参数，kwargs 为字典。

仅限关键字参数

def func(a, *, b, c=10):print(a, b, c)func(1, b=2)       # c 使用默认
# func(1, 2)      # 报错：b 必须以关键字形式传入

* 之后的参数必须使用关键字传递。

仅限位置参数（Python 3.8+）

def fn(a, b, /, c, d):print(a, b, c, d)fn(1, 2, c=3, d=4)
# fn(a=1, b=2, c=3, d=4)  # 报错：a、b 必须位置传入

/ 之前的参数只能位置传递。

返回值与多返回

def stats(numbers):total = sum(numbers)count = len(numbers)return total, count, total/countt, n, avg = stats([10, 20, 30])
print(f"{t=}, {n=}, {avg=}")

Python 实际返回元组，支持解包；也可 return 单值或 None。

作用域与命名空间

局部作用域 (Local)

函数内部定义的变量，默认只在该函数内可见。

def foo():x = 5  # 局部变量print(x)

全局作用域 (Global)

模块层级定义的变量，可在函数内阅读，但修改需使用 global。

x = 10def bar():global xx += 5bar()
print(x)  # 15

内嵌作用域 (Enclosing) 与 `nonlocal`

当函数定义在另一个函数内部，可访问外层变量，修改需 nonlocal。

def outer():count = 0def inner():nonlocal countcount += 1print(count)return innerf = outer()
f()  # 1
f()  # 2

内置作用域 (Built-in)

Python 内置函数和异常构成的最顶层作用域。

闭包与装饰器前奏

闭包 = 能访问外层作用域变量的函数，装饰器常基于闭包实现。

def make_multiplier(n):def multiplier(x):return x * nreturn multiplierdouble = make_multiplier(2)
print(double(5))  # 10

实战示例

1. 统计函数调用日志

def log_calls(func):def wrapper(*args, **kwargs):print(f"调用 {func.__name__}，args={args}, kwargs={kwargs}")result = func(*args, **kwargs)print(f"返回值：{result}")return resultreturn wrapper@log_calls
def add(a, b):return a + badd(3, 4)

2. 工厂函数生成定制化函数

def power_factory(exp):def power(x):return x ** expreturn powersquare = power_factory(2)
cube   = power_factory(3)
print(square(5))  # 25
print(cube(5))    # 125