1.6 函数

函数是程序中可重复使用的代码段，用来实现单一的或相关联的功能。

可以给一段程序起一个名字，用这个名字来执行一个操作，反复使用（调用函数），这就是函数的基本含义。

基本上所有的高级语言都支持函数，Python也不例外。Python不但能非常灵活地定义函数，而且本身内置了很多有用的函数，可以直接调用，如用于输入输出的函数input（）、print（）等。除此之外，我们也可以创建函数，即用户自定义函数。

Python中的函数分3类。

（1）自定义函数：由程序员自己编写的函数。

（2）标准库函数：通过import指令调用标准库，然后使用其函数。

（3）内置函数：如前面介绍的input（）、print（）、eval（）等函数。

下面主要介绍自定义函数和函数参数传递等相关知识。

1.6.1 函数的定义

1.自定义函数的语法格式

说明：

（1）函数使用关键字（保留字）def声明。注意：“def”只能是小写字母！

（2）函数名必须使用有效的标识符（以字母或下划线开头的字母数字串，只能以字母或下划线开头）。

（3）参数列表中的参数为形式参数，多个参数之间用逗号隔开（可以没有参数，此时称为无参函数，即使没有参数，小括号也不能省略）。

（4）函数可以使用 return 返回值，若函数体中包含 return 语句，则返回值，可以返回一个值，也可以返回多个值（实际上返回的是元组）；如果没有return或者return后无返回表达式，则都返回“None”。

（5）通常使用三个单引号'''…'''来注释说明函数的作用。函数体里的内容不可为空，如果想定义一个什么都不做的空函数，可用 pass 语句。空语句 pass 起占位的作用，经常会在刚开始定义函数的时候用它来占位，今后进行具体操作的时候再来进行修改。

上述代码中，缺少pass空语句会出错。

2.自定义函数的示例

【例1-23】 没有参数和返回值的函数。

当调用 help（say_hi）时，可以查看自定义函数中用三引号注释的内容（用＃注释的内容无法查看）。

【例1-24】 用help（say_hi）查看自定义函数的注释内容。

注意：Python 是一门完全依赖于缩进的语言！它不用分号等作为每个语句的结束。

【例1-25】 请写出一个自定义函数，用来求一个数的平方。

输出语句不要放在自定义函数中，每个模块只实现一个功能就好。

如果在上面的例子中，把自定义函数体中的 return 语句进行如下修改，请观察得到的结果。

如果return后无表达式，则返回的是“None”空类型。

如果自定义函数中无return语句，则返回的还是“None”空类型。

3.Python中函数和方法的异同点

函数可以看成一个数学上的概念，比如说完成加、减、乘、除的函数。它其实有一个内在的约束，就是如果参数相同，对一个函数的每次调用返回的结果应该始终是一样的。

方法是与某个对象相互关联的，也就是说它的实现与某个对象有关联关系。方法的定义方式和函数是一样的，在Class中定义的函数就是方法。

1.6.2 函数的调用

1.函数调用的语法格式

说明：

（1）函数名是已经定义好的函数名称，即遵循先定义后使用的原则。

（2）调用函数的实参列表必须与定义函数时的形参列表一一对应，包括参数的个数、类型等，否则程序会报错。

2.参数传递

1）默认参数

如果在定义函数的时候，指定了参数的值，而在调用函数时不指明所有参数的值，则没有指明的参数就使用它的默认值。

【例1-26】 默认参数示例。

说明：默认参数后不能再出现非默认参数。示例如下：

（1）f（a，b=2） 这样定义合法！

（2）f（b=2，a） 这样定义非法！因为在默认参数后又出现了非默认参数a。

默认参数指的是在定义函数时指定了值的参数。如上例中，在定义函数 repeat_str（s，times=1）时，指定了参数 times 的值为 1，这时就称参数 times 为默认参数。在参数times后不能再出现非默认参数了！

2）关键字参数

关键字参数，在调用函数时有时希望只给部分参数传值，这时就要用到关键字参数。示例如下：

在上面的示例中，只给参数a、b传值是可以的，此时参数c使用默认值8；但如果要给a、c传值，b使用默认值4，这时就必须使用关键字参数。

关键字参数指的是在调用函数时，明确指明其值的参数，如上面调用函数“func（125，c=24）”时指明了参数c的值为24，这里的参数c就称为关键字参数。由于关键字参数指明了它的值为多少，因此，它的位置就没有那么重要了。

请注意区分这两个概念：默认参数是定义函数时出现在参数表中的参数（形参），而关键字参数是在调用函数时出现在参数表中的参数（实参）。

3.变量作用域

在Python程序中创建、查找变量名时，都是在一个保存变量名的空间中进行的，我们称之为命名空间，也称为作用域。Python 变量的作用域是静态的，在源代码中变量名被赋值的位置决定了该变量能被访问的范围（Python 中的变量不需要定义，在被赋值的时候就创建了一个变量指向值对象）。变量声明的位置不同则被访问的范围不同。变量的作用域分为三种：全局变量、局部变量和类成员变量。这里，我们主要介绍两种最基本的变量作用域，全局变量和局部变量^[9]。

1）全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量（注意：这里说的是“定义”，而不是一般的“使用”，见下面的示例），只能在其被声明的函数内部被访问。全局变量可以在整个程序范围内被访问，而局部变量只能在某个局部区域范围内被访问。

2）示例

【例1-27】 理解全局变量和局部变量。

在函数内部声明的变量，除非特别声明为全局变量，否则均默认为局部变量。有些情况需要在函数内部定义全局变量，这时可以使用关键字 global 来声明变量的作用域为全局范围。

【例1-28】 利用关键字global在函数内部声明全局变量。

1.6.3 lambda函数

Python 中用户自定义函数有两种方法，第一种是 1.5.1 节介绍的用 def 来定义，这种定义方式要明确指出函数的名字。第二种是通过保留字 lambda 来定义，这种定义方式不需要指定函数名，叫作匿名函数，也称为lambda函数。其语法格式为：

说明：冒号“：”前面是逗号分隔的参数列表，之后的表达式的值是所定义的函数的返回值，由于lambda函数只能返回一个值，所以不用写return。

lambda 函数主要适用于定义简单的、能够在一行内表示的函数，用在函数式编程中时通常省略＜函数名＞，即支持函数作为参数。请看下面的例子。

【例1-29】 将列表中的元素按照绝对值大小进行排序。

【例1-30】 含单个参数的lambda函数。

【例1-31】 含多个参数的lambda函数。