Python Function详解！

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嗨，你好啊，我是猿java

Python 函数是一个返回特定任务的语句块,其理念是将一些常用或重复的任务放在一起，创建一个函数，这样我们就可以通过调用函数来重用其中的代码，而不是为不同的输入一遍又一遍地编写相同的代码。这篇文章，我们将详细地分析 Python函数。

使用函数的一些好处：

  1. 增加代码可读性
  2. 增加代码重用性

函数声明

Python中，声明函数的语法如下图：

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函数类型

Python的函数主要包含 2种类型：

  1. 内置库函数：这些是 Python 中可用的标准函数。
  2. 用户定义函数：我们可以根据需求创建自己的函数。

创建函数

我们可以使用 def 关键字在 Python 中定义一个函数。我们可以根据需要向其添加任何类型的功能和属性。通过以下示例，我们可以理解如何在 Python 中编写函数。通过这种方式，我们可以使用 def 关键字创建 Python 函数定义。

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# 一个简单的 Python 函数
def fun():
    print("欢迎来到 猿Java")

在 Python 中调用函数

在 Python 中创建函数后，我们可以通过使用函数名后跟包含该特定函数参数的括号来调用它。以下是调用 def 函数 Python 的示例。

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# 一个简单的 Python 函数
def fun():
    print("欢迎来到 猿Java")

# 调用函数的驱动代码
fun()

输出：

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欢迎来到 猿Java

带参数的 Python 函数

如果你有 C/C++ 或 Java 的经验，那么你一定会想到函数的返回类型和参数的数据类型。这在 Python 中也是可能的（特别是对于 Python 3.5 及以上版本）。

带参数的 Python 函数语法

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def function_name(parameter: data_type) -> return_type:
    """文档字符串"""
    # 函数体
    return 表达式

以下示例使用了参数和参数，如果不理解，你可以稍后再回来学习。

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def add(num1: int, num2: int) -> int:
    """添加两个数字"""
    num3 = num1 + num2
    return num3

# 驱动代码
num1, num2 = 5, 15
ans = add(num1, num2)
print(f"{num1} 和 {num2} 的和是 {ans}。")

输出：

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5 和 15 的和是 20。

注意：以下示例是使用语法 1 定义的，尝试将它们转换为语法 2 进行练习。

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# 一些更多的函数
def is_prime(n):
    if n in [2, 3]:
        return True
    if (n == 1) or (n % 2 == 0):
        return False
    r = 3
    while r * r <= n:
        if n % r == 0:
            return False
        r += 2
    return True

print(is_prime(78), is_prime(79))

输出：

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False True

Python 函数参数

参数是传递给函数括号内的值。一个函数可以有任意数量的参数，用逗号分隔。

在这个例子中，我们将创建一个简单的 Python 函数来检查传递给函数的数字是偶数还是奇数。

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# 一个简单的 Python 函数来检查 x 是偶数还是奇数
def evenOdd(x):
    if (x % 2 == 0):
        print("偶数")
    else:
        print("奇数")

# 调用函数的驱动代码
evenOdd(2)
evenOdd(3)

输出：

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偶数
奇数

Python 函数参数的类型

Python 支持多种类型的参数，可以在函数调用时传递。在 Python 中，我们有以下几种函数参数类型：

  1. 默认参数
  2. 关键字参数（命名参数）
  3. 位置参数
  4. 任意参数（可变长度参数 *args 和 **kwargs）

让我们详细讨论每种类型。

默认参数

默认参数是如果在函数调用中没有为该参数提供值，则该参数假定的默认值。以下示例说明了在 Python 中使用默认参数来编写函数。

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# 展示默认参数的 Python 程序
def myFun(x, y=50):
    print("x: ", x)
    print("y: ", y)

# 驱动代码（我们只用一个参数调用 myFun()）
myFun(10)

输出：

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x:  10
y:  50

与 C++ 的默认参数类似，函数中的任何数量的参数都可以有默认值。但是，一旦我们有了一个默认参数，其右侧的所有参数也必须有默认值。

关键字参数

这个想法是允许调用者使用值指定参数名，这样调用者就不需要记住参数的顺序。

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# 展示关键字参数的 Python 程序
def student(firstname, lastname):
    print(firstname, lastname)

# 关键字参数
student(firstname='Geeks', lastname='Practice')
student(lastname='Practice', firstname='Geeks')

输出：

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Geeks Practice
Geeks Practice

位置参数

我们在函数调用期间使用位置参数，这样第一个参数（或值）被分配给 name，第二个参数（或值）被分配给 age。通过更改位置，或者如果你忘记了位置的顺序，值可能会被用在错误的位置，如下面的 Case-2 示例所示，其中 27 被分配给 name，而 Suraj 被分配给 age。

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def nameAge(name, age):
    print("Hi, I am", name)
    print("My age is ", age)

# 你会得到正确的输出，因为参数是按顺序给出的
print("Case-1:")
nameAge("Suraj", 27)
# 你会得到不正确的输出，因为参数不按顺序
print("\nCase-2:")
nameAge(27, "Suraj")

输出：

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Case-1:
Hi, I am Suraj
My age is  27
Case-2:
Hi, I am 27
My age is  Suraj

任意关键字参数

在 Python 中，任意关键字参数 *args 和 **kwargs 可以使用特殊符号向函数传递可变数量的参数。有两个特殊符号：

  1. *args 在 Python 中（非关键字参数）
  2. **kwargs 在 Python 中（关键字参数）

示例 1：可变长度非关键字参数

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# 展示 *args 用于可变数量的参数的 Python 程序
def myFun(*argv):
    for arg in argv:
        print(arg)

myFun('Hello', 'Welcome', 'to', 'GeeksforGeeks')

输出：

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Hello
Welcome
to
GeeksforGeeks

示例 2：可变长度关键字参数

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# 展示 **kwargs 用于可变数量的关键字参数的 Python 程序
def myFun(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print("%s == %s" % (key, value))

# 驱动代码
myFun(first='Geeks', mid='for', last='Geeks')

输出：

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first == Geeks
mid == for
last == Geeks

文档字符串

函数后的第一个字符串称为文档字符串，简称 Docstring。它用于描述函数的功能。函数中使用文档字符串是可选的，但被认为是一种良好的实践。

以下语法可用于打印出函数的文档字符串。

语法：print(function_name.__doc__)

示例：向函数添加文档字符串

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# 一个简单的 Python 函数，用于检查 x 是偶数还是奇数
def evenOdd(x):
    """检查数字是偶数还是奇数的函数"""
    
    if (x % 2 == 0):
        print("偶数")
    else:
        print("奇数")

# 调用函数的驱动代码
print(evenOdd.__doc__)

输出：

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检查数字是偶数还是奇数的函数

Python 函数中的函数
在另一个函数中定义的函数称为内部函数或嵌套函数。嵌套函数可以访问封闭范围的变量。使用内部函数的目的是将它们与外部发生的一切隔离开来。

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# 展示访问嵌套函数的变量的 Python 程序
def f1():
    s = '我爱 GeeksforGeeks'
    
    def f2():
        print(s)
        
    f2()

# 驱动代码
f1()

输出：

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我爱 GeeksforGeeks

Python 中的匿名函数

在 Python 中，匿名函数意味着没有名字的函数。我们已经知道 def 关键字用于定义普通函数，而 lambda 关键字用于创建匿名函数。

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# 使用 lambda 函数演示求一个数的立方
def cube(x): return x*x*x

cube_v2 = lambda x : x*x*x

print(cube(7))
print(cube_v2(7))

输出：

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Python 中的递归函数

Python 中的递归指的是函数调用自身。在许多情况下，我们需要构建递归函数来解决数学和递归问题。

使用递归函数时应谨慎，因为递归函数可能会变成类似于无限循环的情况。在创建递归函数时，最好检查退出条件。

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def factorial(n):
    if n == 0:  
        return 1
    else:
        return n * factorial(n - 1) 
      
print(factorial(4))

输出：

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这里我们创建了一个递归函数来计算数字的阶乘。你可以看到这个函数的结束条件是当 n 等于 0 时。

Python 函数中的返回语句

函数返回语句用于退出函数并返回到函数调用者，并将指定的值或数据项返回给调用者。返回语句的语法是：

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return [expression_list]

返回语句可以包含一个变量、一个表达式或一个常量，这些在函数执行结束时返回。如果没有上述任何内容与返回语句一起出现，则返回一个 None 对象。

示例：Python 函数返回语句

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def square_value(num):
    """此函数返回输入数字的平方值"""
    return num**2

print(square_value(2))
print(square_value(-4))

输出：

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按引用传递和按值传递

需要注意的一件重要事情是，在 Python 中，每个变量名都是一个引用。当我们将变量传递给函数时，会创建一个到对象的新引用。在 Python 中参数传递与 Java 中的引用传递相同。

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# 这里 x 是对同一个列表 lst 的新引用
def myFun(x):
    x[0] = 20

# 驱动代码（注意函数调用后 lst 被修改）
lst = [10, 11, 12, 13, 14, 15]
myFun(lst)
print(lst)

输出：

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[20, 11, 12, 13, 14, 15]

当我们传递一个引用并将接收到的引用更改为其他内容时，传递和接收参数之间的连接就会断开。例如，考虑以下程序：

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def myFun(x):
    # 下面这行代码将 x 与之前的对象的链接断开。一个新对象被分配给 x。
    x = [20, 30, 40]

# 驱动代码（注意函数调用后 lst 没有被修改）
lst = [10, 11, 12, 13, 14, 15]
myFun(lst)
print(lst)

输出：

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[10, 11, 12, 13, 14, 15]

另一个示例演示了如果我们在函数内部分配一个新值，引用链接将被断开。

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def myFun(x):
    # 下面这行代码将 x 与之前的对象的链接断开。一个新对象被分配给 x。
    x = 20

# 驱动代码（注意函数调用后 x 没有被修改）
x = 10
myFun(x)
print(x)

输出：

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常见问题

Python 中的函数是什么？

Python 函数是一个代码块，仅在被调用时运行。它被编程来返回特定任务。你可以在函数中传递称为参数的值。它有助于执行重复的任务。

Python 中的函数有哪 4 种类型？

Python 中的主要函数类型是：

  • 内置函数
  • 用户定义函数
  • Lambda 函数
  • 递归函数

如何在 Python 中编写函数？

要在 Python 中编写函数，你可以使用 def 关键字，然后编写函数名。你可以在使用 : 后提供函数代码。定义函数的基本语法是：

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def function_name():
   # 语句

Python 中函数的参数是什么？

Python 中的参数是调用函数时传递的值所接收的变量。一个函数可以有任意数量的参数。你还可以在 Python 中为参数设置默认值。

Python 主函数是什么？

Python 主函数是指 Python 程序的入口点。通常使用 if __name__ == "__main__": 结构来定义，以确保某些代码仅在脚本直接运行时执行，而不是在作为模块导入时执行。

总结

Python函数是一种代码块，用于执行特定任务或计算。函数通过def关键字定义，包含函数名、参数列表和函数体。调用函数时，可以传递参数，函数将返回结果。函数提高代码重用性和可读性，支持默认参数、可变参数和关键字参数。内置函数如print()、len()常用，用户也可自定义函数。函数支持嵌套、递归及匿名函数（lambda）。使用文档字符串（docstring）可为函数添加说明。函数是Python编程中的核心概念，有助于组织和简化代码。

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