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一、函数

（一）不带参数的函数

# 定义一个简单的问候函数
def greet():"""打印一句问候语。"""message = "大家好！欢迎学习Python函数定义！"print(message)greet()

（二）带参数的函数

# 定义一个带一个参数的问候函数
def greet_person(name):"""根据给定的名字打印问候语。Args:name (str): 要问候的人的名字。"""message = f"你好, {name}! 很高兴认识你。"print(message)greet_person("张三")  # 输出: 你好, 张三! 很高兴认识你。

# 定义一个带多个参数的函数 (例如，在机器学习中计算两个特征的和)
def add_features(feature1, feature2):"""计算两个数值特征的和。Args:feature1 (float or int): 第一个特征值。feature2 (float or int): 第二个特征值。"""total = feature1 + feature2print(f"{feature1} + {feature2} = {total}")add_features(10, 25)       # 输出: 10 + 25 = 35

# add_features(5) 
# 这会报错，因为少了一个参数 TypeError

（三）带返回值的函数

# 定义一个计算和并返回结果的函数
def calculate_sum(a, b):"""计算两个数的和并返回结果。Args:a (float or int): 第一个数。b (float or int): 第二个数。Returns:float or int: 两个数的和。"""result = a + breturn resultprint("hhh")calculate_sum(2, 3)

# 函数可以返回多种类型的数据，包括列表、字典等
# 例如，在数据预处理中，一个函数可能返回处理后的特征列表
def preprocess_data(raw_data_points):"""模拟数据预处理，例如将所有数据点乘以2。Args:raw_data_points (list): 原始数据点列表。Returns:list: 处理后的数据点列表。"""processed = []for point in raw_data_points:processed.append(point * 2) # 假设预处理是乘以2return processeddata = [1, 2, 3, 4, 5]
processed_data = preprocess_data(data)print(f"原始数据: {data}")
print(f"预处理后数据: {processed_data}") # 输出: [2, 4, 6, 8, 10]

二、变量作用域

print("\n--- 变量作用域示例 ---")
global_var = "我是一个全局变量"def scope_test():local_var = "我是一个局部变量"print(f"在函数内部，可以看到局部变量: '{local_var}'")print(f"在函数内部，也可以看到全局变量: '{global_var}'")# global_var = "尝试在函数内修改全局变量" # 如果没有 global 声明，这会创建一个新的局部变量 global_var# print(f"在函数内部，修改后的 '全局' 变量: '{global_var}'")scope_test()print(f"\n在函数外部，可以看到全局变量: '{global_var}'")

三、应用

（一）计算圆的面积

• 任务： 编写一个名为 calculate_circle_area 的函数，该函数接收圆的半径 radius 作为参数，并返回圆的面积。圆的面积 = π * radius² (可以使用 math.pi 作为 π 的值)
• 要求：函数接收一个位置参数 radius。计算半径为5、0、-1时候的面积

• 注意点：可以采取try-except 使函数变得更加稳健，如果传入的半径为负数，函数应该返回 0 (或者可以考虑引发一个ValueError，但为了简单起见，先返回0)。

import mathdef calculate_circle_area(radius):try:if radius < 0:return 0return math.pi * (radius ** 2)except TypeError:return 0# 测试示例
print(calculate_circle_area(5))  # 输出约78.53981633974483
print(calculate_circle_area(0))   # 输出0.0
print(calculate_circle_area(-1))  # 输出0
print(calculate_circle_area("a")) # 输出0（处理非数字输入）    

（二）计算矩形的面积

• 任务： 编写一个名为 calculate_rectangle_area 的函数，该函数接收矩形的长度 length 和宽度 width 作为参数，并返回矩形的面积。
• 公式： 矩形面积 = length * width
• 要求：函数接收两个位置参数 length 和 width。
  • 函数返回计算得到的面积。
  • 如果长度或宽度为负数，函数应该返回 0

def calculate_rectangle_area(length, width):if length < 0 or width < 0:return 0return length * width# 测试示例
print(calculate_rectangle_area(5, 3))   # 输出15
print(calculate_rectangle_area(-2, 4))  # 输出0
print(calculate_rectangle_area(5, -3))  # 输出0
print(calculate_rectangle_area(-2, -4)) # 输出0    

（三）计算任意数量数字的平均值

• 任务： 编写一个名为 calculate_average 的函数，该函数可以接收任意数量的数字作为参数（引入可变位置参数 (*args)），并返回它们的平均值。
• 要求：使用 *args 来接收所有传入的数字。
  • 如果没有任何数字传入，函数应该返回 0。
  • 函数返回计算得到的平均值。

def calculate_average(*args):if not args:return 0return sum(args) / len(args)# 测试示例
print(calculate_average(1, 2, 3, 4))  # 输出2.5
print(calculate_average(10, 20))      # 输出15.0
print(calculate_average())            # 输出0
print(calculate_average(-5, 5, 0))    # 输出0.0    

（四）打印用户信息

• 任务： 编写一个名为 print_user_info 的函数，该函数接收一个必需的参数 user_id，以及任意数量的额外用户信息（作为关键字参数）。
• 要求：
  • user_id 是一个必需的位置参数。
  • 使用 **kwargs 来接收额外的用户信息。
  • 函数打印出用户ID，然后逐行打印所有提供的额外信息（键和值）。
  • 函数不需要返回值

def print_user_info(user_id, **kwargs):print(f"用户ID: {user_id}")for key, value in kwargs.items():print(f"{key}: {value}")# 测试示例
print_user_info(12345, name="张三", age=30, city="北京")
print_user_info(67890, email="[e-mail]", subscribed=True)
print_user_info(10101)  # 仅提供必需参数    

（五）格式化几何图形描述

• 任务： 编写一个名为 describe_shape 的函数，该函数接收图形的名称 shape_name (必需)，一个可选的 color (默认 “black”)，以及任意数量的描述该图形尺寸的关键字参数 (例如 radius=5 对于圆，length=10, width=4 对于矩形)。
• 要求：shape_name 是必需的位置参数。
  • color 是一个可选参数，默认值为 “black”。
  • 使用 **kwargs 收集描述尺寸的参数。
  • 函数返回一个描述字符串，格式如下：
  • “A [color] [shape_name] with dimensions: [dim1_name]=[dim1_value], [dim2_name]=[dim2_value], …”如果 **kwargs 为空，则尺寸部分为 “with no specific dimensions.”

def describe_shape(shape_name, color="black", **kwargs):dimensions = ', '.join(f"{k}={v}" for k, v in kwargs.items())dim_text = f"with dimensions: {dimensions}" if dimensions else "with no specific dimensions."return f"A {color} {shape_name} {dim_text}"# 测试示例
print(describe_shape("circle", "red", radius=5))
print(describe_shape("rectangle", length=10, width=4))
print(describe_shape("square", "blue", side=5))
print(describe_shape("line", "green"))    

@浙大疏锦行