Python 函数详解：从入门到进阶176

Python 作为一门简洁易学的编程语言，其函数功能是构建强大程序的核心组件。本文将深入探讨 Python 中的普通函数（normal function），涵盖定义、调用、参数传递、返回值、作用域、闭包、装饰器等重要方面，并辅以丰富的代码示例，帮助读者全面掌握 Python 函数的精髓。

一、函数的定义和调用

Python 使用 `def` 关键字定义函数，其基本语法如下：```python
def function_name(parameter1, parameter2, ...):
"""Docstring: 函数的文档字符串，描述函数的功能和使用方法"""
# 函数体：实现特定功能的代码块
return value # 可选的返回值
```

其中：`function_name` 是函数名，应遵循 Python 命名规范；`parameter1`, `parameter2`, ... 是函数的参数，可以是任意数量和类型；`Docstring` 是函数的文档字符串，用于解释函数的作用，良好的文档习惯是编写高质量代码的关键；`return value` 是函数的返回值，可以是任意类型的数据，如果没有返回值，则默认为 `None`。

调用函数只需要使用函数名，并传入相应的参数即可：```python
def greet(name):
"""Greets the person passed in as a parameter."""
print(f"Hello, {name}!")
greet("Alice") # 输出: Hello, Alice!
```

二、参数传递

Python 支持多种参数传递方式，包括：
位置参数 (Positional Arguments): 按顺序传递参数，参数的顺序必须与函数定义中的顺序一致。
关键字参数 (Keyword Arguments): 使用 `参数名=值` 的形式传递参数，参数的顺序可以任意。
默认参数 (Default Arguments): 为参数指定默认值，如果调用函数时没有传递该参数，则使用默认值。
可变参数 (Variable Arguments): 使用 `*args` (元组) 或 `kwargs` (字典) 来接收任意数量的参数。

示例：```python
def my_function(a, b, c=3, *args, kwargs):
print(f"a: {a}, b: {b}, c: {c}, args: {args}, kwargs: {kwargs}")
my_function(1, 2) # a: 1, b: 2, c: 3, args: (), kwargs: {}
my_function(1, 2, 4, 5, 6, name="Alice", age=30) # a: 1, b: 2, c: 4, args: (5, 6), kwargs: {'name': 'Alice', 'age': 30}
```

三、返回值

函数可以使用 `return` 语句返回一个或多个值。如果函数没有 `return` 语句，则默认返回 `None`。```python
def add(x, y):
return x + y
result = add(5, 3)
print(result) # 输出: 8
def multiple_returns():
return 1, 2, 3
a, b, c = multiple_returns()
print(a, b, c) # 输出: 1 2 3
```

四、作用域 (Scope)

Python 的作用域规则遵循 LEGB 原则：Local (局部) -> Enclosing function locals (闭包局部) -> Global (全局) -> Built-in (内置)。

局部变量只在函数内部可见；全局变量在整个模块内可见；内置变量是 Python 自带的。```python
global_var = 10
def my_function():
local_var = 5
print(global_var) # 可以访问全局变量
# print(local_var) # 在函数外部无法访问局部变量
my_function()
#print(local_var) # NameError: name 'local_var' is not defined
```

五、闭包 (Closure)

闭包是指内层函数引用外层函数的局部变量，即使外层函数已经执行完毕，内层函数仍然可以访问外层函数的局部变量。```python
def outer_function(x):
def inner_function(y):
return x + y
return inner_function
closure = outer_function(5)
result = closure(3)
print(result) # 输出: 8
```

六、装饰器 (Decorator)

装饰器是一种在不修改函数代码的情况下，为函数添加额外功能的方式。它使用 `@` 符号来修饰函数。```python
def my_decorator(func):
def wrapper():
print("Before function execution")
func()
print("After function execution")
return wrapper
@my_decorator
def say_hello():
print("Hello!")
say_hello()
#输出：
#Before function execution
#Hello!
#After function execution
```

七、递归函数 (Recursive Function)

递归函数是指函数自身调用自身的函数。递归函数必须有一个基例 (base case) 来终止递归，否则会陷入无限循环。```python
def factorial(n):
if n == 0:
return 1
else:
return n * factorial(n-1)
print(factorial(5)) # 输出: 120
```

本文详细介绍了 Python 中普通函数的各个方面，从基本的定义和调用到高级的闭包和装饰器，希望能够帮助读者更好地理解和运用 Python 函数，从而编写出更优雅、更强大的 Python 代码。

2025-05-22

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