Python 函数：定义、作用、类型及高级用法详解169

Python 作为一门简洁易读的编程语言，其函数（function）是构建程序的核心组件。函数将代码块组织成可重用的单元，提高代码的可读性、可维护性和可重用性，是任何 Python 程序员都必须掌握的核心概念。

本文将深入探讨 Python 函数的方方面面，涵盖函数的定义、作用、不同类型、参数传递、返回值、作用域、闭包、装饰器等高级用法，并辅以示例代码，帮助读者全面理解和熟练应用 Python 函数。

1. 函数的定义和作用

在 Python 中，函数使用 def 关键字定义。一个基本的函数结构如下：```python
def function_name(parameters):
"""Docstring: 描述函数的功能"""
# 函数体：执行特定任务的代码块
# ...
return value # 可选的返回值
```

其中：
function_name: 函数的名称，遵循标识符命名规则。
parameters: 函数的参数列表，可以包含零个或多个参数，用逗号分隔。
Docstring: 函数的文档字符串，用于描述函数的功能、参数和返回值，使用三个双引号括起来。
return value: 函数的返回值，可以使用 return 语句返回一个值，如果没有 return 语句，则默认返回 None。

函数的作用在于将代码模块化，提高代码的可重用性。通过定义函数，可以将一段复杂的逻辑封装起来，方便在程序的不同部分重复使用，避免代码冗余，并使代码更易于理解和维护。

2. 函数的参数

Python 函数支持多种参数类型：
位置参数 (positional arguments): 按照顺序传递参数，参数的顺序必须与函数定义中的参数顺序一致。
关键字参数 (keyword arguments): 使用参数名指定参数值，可以不按照顺序传递参数。
默认参数 (default arguments): 为参数设置默认值，如果调用函数时没有提供该参数的值，则使用默认值。
可变参数 (variable arguments): 使用 *args (元组) 或 kwargs (字典) 来接收任意数量的位置参数或关键字参数。

示例：```python
def greet(name, greeting="Hello"):
print(f"{greeting}, {name}!")
greet("Alice") # 输出: Hello, Alice!
greet("Bob", greeting="Good morning") # 输出: Good morning, Bob!
def my_sum(*args):
total = 0
for num in args:
total += num
return total
print(my_sum(1,2,3,4,5)) # 输出 15
def my_func(kwargs):
for key, value in ():
print(f"{key}: {value}")
my_func(name="Alice", age=30, city="New York")
```

3. 函数的返回值

函数可以使用 return 语句返回一个值。return 语句可以返回任意类型的值，包括数字、字符串、列表、字典、元组等，甚至可以返回多个值（以元组的形式）。```python
def add(x, y):
return x + y
result = add(5, 3) # result = 8
def get_info():
return "Alice", 30, "New York"
name, age, city = get_info()
print(name, age, city) # Alice 30 New York
```

4. 函数的作用域

Python 的作用域 (scope) 决定了变量在程序中的可见性和生命周期。Python 使用 LEGB 规则来确定变量的作用域：Local (局部)、Enclosing function locals (闭包函数的局部)、Global (全局)、Built-in (内置)。

理解作用域对于避免命名冲突和编写正确的代码至关重要。

5. 闭包 (Closure)

闭包是指一个内嵌函数，它可以访问其外部函数的局部变量，即使外部函数已经执行完毕。闭包在 Python 中经常用于创建私有变量或实现装饰器等高级特性。```python
def outer_function(x):
y = 10
def inner_function(z):
return x + y + z
return inner_function
closure = outer_function(5)
result = closure(2) # result = 17
```

6. 装饰器 (Decorator)

装饰器是一种用于修改函数行为的高级技术。它允许在不修改函数源代码的情况下，为函数添加额外的功能，例如日志记录、性能监控、权限验证等。装饰器通常使用 @ 符号来声明。```python
import time
def timeit(func):
def wrapper(*args, kwargs):
start_time = ()
result = func(*args, kwargs)
end_time = ()
print(f"Function {func.__name__} took {end_time - start_time:.4f} seconds")
return result
return wrapper
@timeit
def my_slow_function():
(1)
return "Done!"
my_slow_function()
```

7. Lambda 函数

Lambda 函数是一种匿名函数，它使用 lambda 关键字定义，通常用于创建简单的、一次性使用的函数。```python
add = lambda x, y: x + y
print(add(5, 3)) # 输出 8
```

本文详细介绍了 Python 函数的各个方面，从基本定义到高级用法，希望能够帮助读者更好地理解和运用 Python 函数，提升编程效率和代码质量。 熟练掌握 Python 函数是编写高质量 Python 代码的关键。

2025-06-17

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