python如何写函数

要在Python中编写函数，需要定义函数名、参数列表和函数体。Python使用def关键字来定义函数，函数可以有返回值，也可以没有。具体步骤包括：定义函数、传递参数、执行函数体、返回结果。在Python中编写函数的基本格式如下：

def function_name(parameters):
    """
    Docstring describing the function.
    """
    # Function body
    return result

下面将详细介绍Python中编写函数的各个方面。

一、函数的定义与调用

在Python中，函数是通过def关键字来定义的。函数名后面紧跟一对圆括号，圆括号中可以包含参数。定义完函数后，就可以在程序的其他部分调用它。

1. 函数定义

定义函数时，需要给函数命名，并确定它接受的参数。如果函数不需要参数，可以将括号留空。

def greet():
    print("Hello, World!")

2. 函数调用

一旦定义好函数，就可以通过函数名和一对圆括号来调用它：

greet()

二、函数参数与返回值

函数可以接受多个参数，这使得函数变得更加通用。Python中的函数可以返回一个或多个值。

1. 函数参数

函数参数有多种类型，包括必需参数、关键字参数、默认参数和不定长参数。

必需参数：调用函数时必须传递的参数。

def add(x, y):
    return x + y
result = add(5, 3)

关键字参数：通过参数名传递参数，顺序可以不按定义时的顺序。

result = add(y=3, x=5)

默认参数：为参数提供默认值，调用时可以不传递。

def multiply(x, y=2):
    return x * y
result = multiply(5)

不定长参数：接受不定数量的参数，用*args和kwargs表示。

def print_numbers(*args):
    for number in args:
        print(number)
print_numbers(1, 2, 3, 4)

2. 返回值

函数可以使用return语句返回结果，可以返回单个或多个值。

def get_full_name(first_name, last_name):
    return first_name + " " + last_name
full_name = get_full_name("John", "Doe")

三、局部变量与全局变量

在函数内部定义的变量为局部变量，只在函数的作用域内有效。全局变量在函数外部定义，可以在整个程序中使用。

1. 局部变量

局部变量是在函数内定义的变量，仅在函数内可用。

def example():
    local_var = "I am local"
    print(local_var)
example()

2. 全局变量

全局变量是在函数外定义的，函数内可以通过global关键字修改。

global_var = "I am global"
def example():
    global global_var
    global_var = "Changed globally"
    print(global_var)
example()
print(global_var)

四、文档字符串与函数注释

文档字符串（Docstring）用于描述函数的功能和用法，通常在函数定义下的第一行。

def multiply(x, y=2):
    """
    Multiply two numbers and return the result.
    :param x: The first number
    :param y: The second number, default is 2
    :return: The product of x and y
    """
    return x * y

五、高阶函数与匿名函数

Python支持高阶函数，即可以接收函数作为参数或返回函数的函数。此外，Python还支持匿名函数，通常使用lambda关键字。

1. 高阶函数

高阶函数可以接收一个或多个函数作为参数，或者返回一个函数。

def apply_function(func, value):
    return func(value)
def square(x):
    return x * x
result = apply_function(square, 5)

2. 匿名函数

匿名函数使用lambda关键字，通常用于定义简单的、一次性使用的函数。

square = lambda x: x * x
result = square(5)

六、递归函数

递归函数是指在函数中调用自身的函数。递归通常用于分解问题，具有简洁的表达能力。

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n - 1)
result = factorial(5)

七、函数的作用域与命名空间

在Python中，作用域决定了变量的可访问范围，命名空间则是变量名到对象的映射。

1. 作用域

Python中有四种作用域：局部作用域、闭包函数外的函数作用域、全局作用域、内置作用域。

def outer_function():
    outer_var = "I am outer"
    def inner_function():
        inner_var = "I am inner"
        print(outer_var)
    inner_function()

2. 命名空间

命名空间是一个从变量名到对象的映射。Python的命名空间包括局部命名空间、全局命名空间和内置命名空间。

八、装饰器与函数重载

装饰器用于在不修改函数源代码的前提下，扩展函数的功能。Python不支持函数重载，但可以通过*args和kwargs实现类似功能。

1. 装饰器

装饰器本质上是一个返回函数的高阶函数，用于在函数的执行前后添加额外的行为。

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

2. 函数重载

虽然Python不支持函数重载，但可以通过接受可变参数来实现类似功能。

def add(*args):
    return sum(args)
result = add(1, 2, 3)

九、生成器与迭代器

生成器是使用yield关键字的特殊函数，返回一个迭代器。迭代器是实现了__iter__()和__next__()方法的对象。

1. 生成器

生成器是一种特殊的迭代器，通过yield关键字返回数据。

def count_up_to(max):
    count = 1
    while count <= max:
        yield count
        count += 1
counter = count_up_to(5)

2. 迭代器

迭代器是实现了__iter__()和__next__()方法的对象。

class CountUpTo:
    def __init__(self, max):
        self.max = max
        self.count = 0
    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        if self.count >= self.max:
            raise StopIteration
        self.count += 1
        return self.count
counter = CountUpTo(5)