在Python中，函数是组织好的一段代码，可以重复使用。它们可以接受输入（参数），可以返回输出。函数是通过 def 关键字来定义的。定义一个函数的一般格式如下：

def function_name(parameters): """ 文档字符串（可选），用于描述函数的用途。 """ 函数体 return value

1. 定义函数

函数可以没有参数，也可以有一个或多个参数。在函数定义时，参数是在函数名后面的括号中指定的。以下是一个简单的示例：

def greet(): """打印问候语。""" print("Hello, World!")

在上面的例子中，greet 是一个没有参数的简单函数。调用时，它将打印“Hello, World!”。

另一个带参数的例子：

def greet_user(name): """使用名称向用户问好。""" print(f"Hello, {name}!")

greet_user 函数接受一个参数 name，调用时需要提供这个参数值。例如：

greet_user("Alice")

将输出 Hello, Alice!。

2. 返回值的函数

函数不仅可以执行一些操作，还可以返回一个值，这是通过 return 语句实现的。以下是一个示例：

def add_numbers(a, b): """返回两个数的和。""" return a + b

调用此函数时，可以使用返回值：

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

3. 默认参数值

在函数定义中，你可以为参数指定默认值。如果调用函数时没有提供该参数的值，则使用默认值：

def greet_user(name="Guest"): """使用名称向用户问好，如果未提供名称，则默认为 Guest。""" print(f"Hello, {name}!")

这样，greet_user() 没有参数时，将输出 Hello, Guest!。

4. 关键字参数

关键字参数允许在调用函数时显式指定参数名，以便函数可以根据名称应用这些值：

def describe_pet(animal_type, pet_name): """显示宠物信息。""" print(f" I have a {animal_type}.") print(f"My {animal_type}s name is {pet_name}.")

调用函数时，可以按照需要的顺序传递参数，或使用关键字参数改变顺序：

describe_pet(animal_type=hamster, pet_name=Harry) describe_pet(pet_name=Willie, animal_type=dog)

5. 参数的任意数量

有时候，需要一个函数可以接受任意数量的参数，这时可以使用 *args 和 kwargs。*args 用于收集任意数量的非关键字参数，kwargs 用于收集任意数量的关键字参数。

def make_pizza(size, *toppings): """概述要制作的披萨。""" print(f" Making a {size}-inch pizza with the following toppings:") for topping in toppings: print(f"- {topping}")

调用此函数可以传递多个参数：

make_pizza(16, pepperoni) make_pizza(12, mushrooms, green peppers, extra cheese)

对于关键字参数使用：

def build_profile(first, last, user_info): """创建一个字典，其中包含我们知道的有关用户的一切。""" profile = {first_name: first, last_name: last} for key, value in user_info.items(): profile[key] = value return profile user_profile = build_profile(albert, einstein, location=princeton, field=physics) print(user_profile)

6. 文档字符串

文档字符串（通常是 docstring）是定义函数时用三引号包围的字符串，用以描述函数的作用以及其参数。help(function_name) 可以查看函数的文档：

def square(number): """返回一个数的平方。""" return number 2 print(help(square))

7. 高级函数概述

匿名函数（Lambda 函数）： 使用 lambda 关键字创建的小型匿名函数。它们可以接受多个参数，但只能有一个表达式。语法：lambda parameters: expression。

square = lambda x: x * x print(square(5)) # -> 25

闭包（Closure）： 在一个外函数中定义，并返回一个内函数，同时在返回时记住环境中的一些变量。

def make_multiplier(x): def multiplier(n): return x * n return multiplier times3 = make_multiplier(3) print(times3(10)) # -> 30

装饰器（Decorator）： 一个装饰器是一个函数，用于修改另一个函数的行为。通常通过高阶函数实现：

def decorator_function(original_function): def wrapper_function(*args, kwargs): print(f"Wrapper executed this before {original_function.__name__}") return original_function(*args, kwargs) return wrapper_function @decorator_function def display(): print("Display function ran") display()

总结

函数是编程中非常重要的构造块，它们使代码更简洁、可重用和易于阅读。通过掌握函数定义及其各种特性，如参数、返回值、闭包和装饰器等，程序员可以编写高效和模块化的代码。无论是简单的还是复杂的项目，函数都无疑是Python开发必不可少的部分。