在Python中，函数是组织好的，可重复利用的，用来实现单一或相关联功能的代码段。使用函数可以提高应用的模块性和代码的重复利用率。
函数的定义
-
函数定义基础
函数通过
def关键字定义。函数体开始于冒号(:)后的下一行，并且必须缩进。
def greet():
print("Hello, World!")
-
带参数的函数
函数可以接收参数，参数是在函数被调用时传递给函数的值。
def greet(name):
print(f"Hello, {name}!")
-
返回值
函数可以返回值，即使用
return语句将值传递回函数的调用者。
def add(a, b):
return a + b
函数的运用
-
调用函数
定义函数后，你可以通过给定其名字和参数(如果有的话)来调用它。
greet("Alice")
result = add(5, 7)
print(result)
-
默认参数
函数的参数可以有默认值。如果在调用函数时没有传递参数，则使用默认值。
def greet(name="World"):
print(f"Hello, {name}!")
greet() # 输出: Hello, World!
greet("Alice") # 输出: Hello, Alice!
-
关键字参数
使用关键字参数来确保每个参数都正确地传递到其相应位置。
def describe_pet(animal_type, pet_name):
print(f"I have a {animal_type} named {pet_name}.")
describe_pet(animal_type="hamster", pet_name="Harry")
-
可变参数
你可以在函数定义中使用
*args来传递任意数量的非关键字参数，使用**kwargs来传递任意数量的关键字参数。
def make_pizza(*toppings):
print("Making a pizza with the following toppings:")
for topping in toppings:
print(f" - {topping}")
make_pizza('pepperoni')
make_pizza('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')
高级话题
-
文档字符串(docstrings)
函数定义可以包括文档字符串，用于描述函数的功能。
def add(a, b):
"""Return the sum of a and b."""
return a + b
-
函数注解
函数注解为Python3的一个特性，它提供一个方法来附加元信息到函数的参数和返回值上。
def add(a: int, b: int) -> int:
return a + b
-
匿名函数(lambda)
Lambda表达式允许创建匿名函数。这种函数被称为匿名是因为它们没有标准的名称。
double = lambda x: x * 2
print(double(5)) # 输出: 10
下面是一个综合示例，它结合了本文所讲述的Python函数定义与使用的多个知识点。
综合示例：个人信息管理系统
假设我们需要编写一个简单的个人信息管理系统，该系统可以存储个人信息，并且能够根据不同的参数查询用户信息。
# 定义一个打印欢迎信息的函数
def print_welcome_message(name: str = "Guest") -> None:
"""Prints a welcome message to the user.
Args:
name: The name of the user. Defaults to "Guest".
"""
print(f"Welcome to the Personal Information Manager, {name}!")
# 定义一个用于存储用户信息的数据结构
personal_info_db = []
# 定义一个函数来添加个人信息
def add_personal_info(name: str, age: int, job: str) -> None:
"""Adds a person's information to the database.
Args:
name: The name of the person.
age: The age of the person.
job: The job of the person.
"""
personal_info_db.append({
"name": name,
"age": age,
"job": job
})
# 定义一个函数用于根据名字查找用户信息
def search_by_name(name: str) -> None:
"""Searches for a person in the database by name and prints their information.
Args:
name: The name of the person to search for.
"""
results = [person for person in personal_info_db if person['name'] == name]
if results:
for result in results:
print(result)
else:
print("No results found.")
# Lambda表达式，用于计算数据库中所有人的平均年龄
average_age = lambda: sum(person['age'] for person in personal_info_db) / len(personal_info_db)
# 使用函数
print_welcome_message("Alice") # 使用默认参数
add_personal_info("Alice", 30, "Software Developer")
add_personal_info("Bob", 25, "Graphic Designer")
search_by_name("Alice")
print(f"The average age is: {average_age()}")
在这个示例中，我们使用了函数定义、默认参数、类型注解、docstrings、数据结构字典（dict）、列表推导式和Lambda表达式。这个程序是一个简化的示例，实际应用中会有更多复杂的数据处理和功能。
结语
理解和掌握函数是成为一名高效Python程序员的关键步骤。通过函数，你可以重用代码，组织和简化复杂的程序。记得实践是学习的最佳方式，尝试自己编写一些函数，以加深理解。
