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AI教你学Python 第3天:函数和模块

第三天:函数和模块

一、函数(Function)

1. 什么是函数?

函数是Python中的一个重要概念,是一段封装好的代码,可以接受输入(参数),执行特定的操作,然后返回输出(结果)。函数通过def关键字定义。

2. 函数的基本结构
def function_name(parameters):
    """
    函数文档字符串(可选)
    """
    # 函数体
    return result  # 可选的返回值
3. 示例:定义一个简单的函数
def add(a, b):
    """
    返回两个数的和
    """
    return a + b

# 调用函数
result = add(3, 5)
print(result)  # 输出: 8
4. 函数的参数类型
参数类型描述
位置参数按位置传递的参数
关键字参数key=value形式传递的参数
默认参数如果没有提供参数,则使用的默认值
可变参数(*args)可以接收任意数量的位置参数
关键字可变参数(**kwargs)可以接收任意数量的关键字参数
5. 示例:使用不同类型的参数
def greet(name, message='Hello'):
    """
    打印问候语
    """
    print(f"{message}, {name}!")

greet('Alice')  # 输出: Hello, Alice!
greet('Bob', 'Good Morning')  # 输出: Good Morning, Bob!

二、函数的返回值

1. 返回单个值
def square(x):
    return x * x

# 调用函数
print(square(4))  # 输出: 16
2. 返回多个值

函数可以返回多个值,实际上返回的是一个元组。

def min_max(numbers):
    return min(numbers), max(numbers)

result = min_max([1, 2, 3, 4, 5])
print(result)  # 输出: (1, 5)

三、匿名函数(Lambda 函数)

1. 定义

匿名函数是一种没有具体名称的函数,使用lambda关键字定义,通常用于简化代码。

add = lambda x, y: x + y
print(add(5, 3))  # 输出: 8

四、模块(Module)

1. 什么是模块?

模块是一个包含Python代码的文件,可以是函数、类、变量等的集合。通过导入模块,可以重用代码。

2. 创建模块

创建一个名为my_module.py的文件,内容如下:

def multiply(x, y):
    return x * y

def divide(x, y):
    return x / y
3. 导入模块
import my_module

result = my_module.multiply(6, 7)
print(result)  # 输出: 42
4. 导入特定函数
from my_module import divide

result = divide(10, 2)
print(result)  # 输出: 5.0

五、模块的高级用法

1. 包(Package)

包是一个包含多个模块的文件夹,其中必须包含一个__init__.py文件。

my_package/
    __init__.py
    my_module1.py
    my_module2.py

导入包中的模块:

from my_package import my_module1

六、函数的应用示例

1. 一个简单的计算器
def add(a, b):
    return a + b

def subtract(a, b):
    return a - b

def multiply(a, b):
    return a * b

def divide(a, b):
    if b == 0:
        return "Cannot divide by zero!"
    return a / b

# 测试计算器
print(add(10, 5))      # 输出: 15
print(subtract(10, 5)) # 输出: 5
print(multiply(10, 5)) # 输出: 50
print(divide(10, 0))   # 输出: Cannot divide by zero!

七、代码运行流程图

以下是函数的基本调用流程图:

+------------------+
|    调用函数      |
+------------------+
          |
          V
+------------------+
| 检查参数         |
+------------------+
          |
          V
+------------------+
| 执行函数体      |
+------------------+
          |
          V
+------------------+
| 返回结果        |
+------------------+
          |
          V
+------------------+
| 函数调用结束     |
+------------------+

八、习题

  1. 定义一个函数,接受一个字符串,返回该字符串的反转字符串。
  2. 编写一个模块,包含两个函数:一个用于计算阶乘,另一个用于计算斐波那契数列的某一项。
  3. 创建一个简单的计算器模块,支持加、减、乘、除操作。

九、总结

在Python中,函数和模块是组织和重用代码的重要工具。通过定义函数,可以提高代码的可读性和可维护性;而模块让我们能够将相关功能封装在一起,便于重用。

  • 函数:封装一段逻辑,以输入和输出为特点。
  • 模块:将多个相关的函数和功能组织在一起,便于管理和使用。

参考资源

  • Python官方文档
  • 《Python编程:从入门到实践》

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