python - 函数在 Python 中，函数是组织代码、实现复用和模块化的核心机制。以下是 Python 函数的详细

在 Python 中，函数是组织代码、实现复用和模块化的核心机制。以下是 Python 函数的详细指南，包括基础语法、高级特性和最佳实践。

1. 函数基础

定义函数

使用 def 关键字定义函数：

# 声明函数
def greet(name):
    """返回问候语"""
    return f"Hello, {name}!"
    
# 调用函数
print(greet("Alice"))  # 输出: Hello, Alice!

参数类型

位置参数：按顺序传递。
默认参数：为参数提供默认值。

def greet(name, greeting="Hello"):
    return f"{greeting}, {name}!"
 
print(greet("Bob"))          # Hello, Bob!
print(greet("Bob", "Hi"))    # Hi, Bob!

返回值

默认返回 None，或通过 return 显式返回。
可以返回多个值（实际是返回一个元组）。

def calc(a, b):
    return a + b, a * b
 
sum_result, product = calc(3, 4)

2. 参数传递方式

**可变参数 (`*args` 和 `kwargs`)

*args：接收任意数量的位置参数，存储为元组。
**kwargs：接收任意数量的关键字参数，存储为字典。

def example(a, *args, **kwargs):
    print(f"固定参数: {a}")
    print(f"额外位置参数: {args}")
    print(f"额外关键字参数: {kwargs}")
 
example(1, 2, 3, x=4, y=5)
# 输出:
# 固定参数: 1
# 额外位置参数: (2, 3)
# 额外关键字参数: {'x': 4, 'y': 5}

强制关键字参数

使用 * 强制后续参数必须通过关键字传递：

def create_user(name, *, age, is_admin=False):
    print(f"{name}, {age}, Admin: {is_admin}")
 
create_user("Alice", age=25)          # 正确
create_user("Bob", 30, True)          # 报错！

3. 函数作用域

局部变量：函数内部定义的变量，外部不可见。
全局变量：通过 global 关键字修改。

x = 10
 
def modify_global():
    global x
    x = 20
 
modify_global()
print(x)  # 输出: 20

4. 高阶函数

函数可以作为参数或返回值：

# 函数作为参数
def apply(func, x, y):
    return func(x, y)
 
print(apply(lambda a, b: a + b, 3, 4))  # 输出: 7
 
# 函数作为返回值
def make_multiplier(n):
    return lambda x: x * n
 
double = make_multiplier(2)
print(double(5))  # 输出: 10

5. 装饰器 (Decorators)

用于扩展函数功能，不修改原函数代码：

def log_time(func):
    import time
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"耗时: {time.time() - start:.2f}s")
        return result
    return wrapper
 
@log_time
def heavy_computation():
    import time
    time.sleep(2)
 
heavy_computation()  # 输出: 耗时: 2.00s

6. 生成器函数

使用 yield 返回迭代器：

def count_up_to(n):
    i = 1
    while i <= n:
        yield i
        i += 1
 
for num in count_up_to(5):
    print(num)  # 输出: 1 2 3 4 5

7. 递归函数

函数调用自身，需注意递归深度：

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1
    return n * factorial(n - 1)
 
print(factorial(5))  # 输出: 120

8. 类型注解 (Python 3.5+)

提高代码可读性，配合工具（如 mypy）静态检查：

def add(a: int, b: int) -> int:
    return a + b
 
print(add(3, 4))  # 正确
print(add("3", "4"))  # 类型检查会警告（但运行时仍可执行）

9. 文档字符串 (Docstring)

使用三引号添加函数说明：

def calculate_area(radius: float) -> float:
    """计算圆的面积。
    
    Args:
        radius: 圆的半径
    
    Returns:
        圆的面积（π * r²）
    """
    return 3.14159 * radius ** 2

10. 最佳实践

函数长度：保持简短（一般不超过一屏）。
单一职责：每个函数只做一件事。
避免副作用：尽量不修改外部状态。
错误处理：使用 try/except 或返回错误码。

def divide(a, b):
    try:
        return a / b
    except ZeroDivisionError:
        return float('inf')

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