Python 函数的艺术 (Functions)

这篇笔记将带你深入理解 Python 的核心——函数。函数不仅能减少重复代码，还能让你的程序结构清晰、易于维护。

Python 函数的艺术 (Functions) 学习笔记

函数是组织好的、可重复使用的、用来实现单一或相关联功能的代码段。

1. 函数的基础语法

使用 def 关键字来定义函数。

def greet(name):
    """
    这是一个文档字符串（Docstring），用于解释函数的功能。
    打印问候语。
    """
    print(f"你好, {name}!")

# 调用函数
greet("Jojo")

2. 参数的多种玩法

Python 的参数系统非常灵活，这是它的强大之处。

① 位置参数 (Positional Arguments)

调用时必须按照定义的顺序传入。

def describe_pet(kind, name):
    print(f"我有一只{kind}，它的名字叫{name}")

describe_pet("小狗", "旺才")

② 默认参数 (Default Arguments)

为参数提供默认值。如果调用时不传，则使用默认值。

def greet(name, msg="早上好"):
    print(f"嘿 {name}, {msg}")

greet("Alice")           # 嘿 Alice, 早上好
greet("Bob", "晚安")      # 嘿 Bob, 晚安

③ 关键字参数 (Keyword Arguments)

通过 参数名=值 的形式调用，顺序可以颠倒。

describe_pet(name="大白", kind="猫")

④ 可变参数 (神奇的 *args 和 **kwargs)

当你不知道会传入多少个参数时：

• *args: 接收任意数量的位置参数，打包成一个元组 (tuple)。
• **kwargs: 接收任意数量的关键字参数，打包成一个字典 (dict)。

def make_pizza(size, *toppings, **info):
    print(f"制作一个 {size} 寸的披萨，配料有: {toppings}")
    print(f"订单信息: {info}")

make_pizza(12, "芝士", "香肠", "蘑菇", customer="张三", address="北京")

3. 返回值 (Return Value)

函数不仅可以执行操作，还可以返回结果。

• 使用 return 语句。
• 如果没写 return，函数默认返回 None。
• 技巧：Python 可以返回多个值（本质上是返回一个元组）。

def get_sum_and_avg(scores):
    s = sum(scores)
    a = s / len(scores)
    return s, a  # 返回多个值

total, avg = get_sum_and_avg([80, 90, 100])

4. 变量的作用域 (Scope)

• 局部变量: 在函数内部定义的变量，外部无法访问。
• 全局变量: 在函数外部定义的变量，函数内部可以读取。
• global 关键字: 如果想在函数内部修改全局变量，需要使用 global（慎用！）。

5. 匿名函数 (Lambda)

对于只有一行逻辑的简单函数，可以使用 lambda。 语法：lambda 参数: 表达式

# 计算平方的匿名函数
square = lambda x: x**2
print(square(5))  # 25

# 在排序中使用
pairs = [(1, 'one'), (2, 'two'), (3, 'three')]
pairs.sort(key=lambda pair: pair[1]) # 按字母顺序排序

6. 函数编写的“艺术”准则 (Best Practices)

1. 单一职责原则：一个函数只做一件事。如果一个函数太长，尝试拆分它。
2. 不要重复自己 (DRY - Don't Repeat Yourself)：如果你发现自己在写重复的代码，就把它们封装成函数。
3. 命名规范：使用 snake_case（小写字母加下划线），如 calculate_total_price。
4. 善用 Docstring：哪怕是写给自己看，也要写清楚函数是干什么的，参数代表什么。
5. 避免副作用：尽量不要在函数内部修改全局变量，这会让程序变得难以预测。