Python函数入门指南：从定义到应用

Langchain系列文章目录

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04-玩转 LangChain：从文档加载到高效问答系统构建的全程实战
05-玩转 LangChain：深度评估问答系统的三种高效方法（示例生成、手动评估与LLM辅助评估）
06-从 0 到 1 掌握 LangChain Agents：自定义工具 + LLM 打造智能工作流！

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02-Python 流程控制终极指南：if-else 和 for-while深度解析
03-Python 列表与元组全攻略：从新手到高手的必备指南
04-Python 字典与集合：从入门到精通的全面解析
05-Python函数入门指南：从定义到应用
06-Python 函数高级特性：从默认参数到闭包的全面解析
07-Python 模块与包：从零到自定义的全面指南
08-Python异常处理：从入门到精通的实用指南
09-Python 文件操作：从零基础到日志记录实战
10-Python面向对象编程入门：从类与对象到方法与属性
11-Python类的方法与属性：从入门到进阶的全面解析

前言

在Python编程中，函数是构建高效、可复用代码的核心工具。无论你是刚刚入门编程的初学者，还是希望深入理解代码组织方式的进阶开发者，掌握函数的定义与使用都至关重要。本文将围绕“函数的定义与调用”、“参数与返回值”以及“局部变量与全局变量”三大主题，带你从零基础逐步进阶到实用技能。通过通俗易懂的讲解、清晰的代码示例和实际应用场景，你将快速建立起对Python函数的系统化认知，轻松应对日常编程任务。

一、函数的定义与使用

函数是Python中封装可重复执行代码块的方式。它不仅能提高代码的复用性，还能让程序结构更清晰、易于维护。本节将从函数的定义和调用入手，带你迈出学习函数的第一步。

1.1 函数的定义

1.1.1 基本语法

在Python中，定义函数使用def关键字，后面跟着函数名、括号中的参数列表和冒号，再加上缩进的函数体。以下是基本结构：

def function_name(parameters):
    # 函数体：实现功能的代码
    return result  # 可选：返回结果

• def：声明函数的关键字。
• function_name：函数的名字，建议用小写字母和下划线命名，如calculate_sum。
• parameters：参数列表，可以为空，也可以包含多个参数。
• return：返回结果给调用者，没有return则默认返回None。

1.1.2 示例代码：简单的问候函数

来看一个简单的例子：

def greet(name):
    print(f"你好，{name}！")

关键点：

• 函数名为greet，参数为name。
• 函数体使用print输出问候语。
• 没有return，调用时只打印内容，不返回值。

1.1.3 示例代码：带返回值的计算函数

再看一个带返回值的函数：

def add_numbers(a, b):
    sum = a + b
    return sum  # 返回两个数的和

关键点：

• 参数a和b用于接收两个数字。
• return sum将计算结果返回给调用者。

1.2 函数的调用

定义好函数后，通过函数名和参数调用它，执行函数体内的代码。

1.2.1 调用无返回值函数

使用上面的greet函数：

greet("小明")

输出：

你好，小明！

说明：传入参数"小明"，函数执行打印任务。

1.2.2 调用有返回值函数

使用add_numbers函数：

result = add_numbers(3, 7)
print(result)

输出：

10

说明：传入3和7，函数返回10，赋值给result。

1.2.3 注意事项

• 参数匹配：调用时参数的数量和顺序必须与定义时一致。
• 返回值接收：如果函数有返回值，可以用变量接收；如果没有返回值，接收到的是None。
  例如：

result = greet("小红")
print(result)  # 输出: None

二、参数与返回值

参数和返回值是函数的“输入”和“输出”，让函数更灵活、更强大。本节将深入讲解参数的类型和返回值的用法。

2.1 参数

参数是函数接收外部数据的方式，Python支持多种参数类型。

2.1.1 位置参数

位置参数按顺序传递，调用时必须与定义时的参数顺序一致。

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

print(subtract(10, 4))  # 输出: 6

关键点：10赋给a，4赋给b。

2.1.2 关键字参数

通过指定参数名调用函数，可以不按顺序传递参数。

print(subtract(b=4, a=10))  # 输出: 6

关键点：明确指定a=10和b=4，顺序无关。

2.1.3 默认参数

在定义时为参数设置默认值，调用时可以省略该参数。

def greet(name, message="你好"):
    print(f"{message}，{name}！")

greet("小刚")         # 输出: 你好，小刚！
greet("小李", "嗨")   # 输出: 嗨，小李！

关键点：

• message默认值是"你好"。
• 调用时可以覆盖默认值。

（1）常见问题

如果默认参数放错位置会怎样？
错误示例：

def wrong_func(message="你好", name):
    print(f"{message}，{name}！")

报错：SyntaxError: non-default argument follows default argument
解决办法：默认参数必须放在非默认参数后面。

2.2 返回值

函数通过return语句将结果返回给调用者，可以返回单个值或多个值。

2.2.1 返回单个值

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

result = multiply(5, 3)
print(result)  # 输出: 15

2.2.2 返回多个值

Python支持返回多个值，实际上返回的是一个元组。

def divide(a, b):
    quotient = a // b  # 商
    remainder = a % b  # 余数
    return quotient, remainder

q, r = divide(10, 3)
print(f"商: {q}, 余数: {r}")  # 输出: 商: 3, 余数: 1

关键点：

• return quotient, remainder返回元组(3, 1)。
• 可以用多个变量解包接收。

2.2.3 常见问题排查

问题：函数没返回值却尝试使用返回值会怎样？

def no_return():
    print("无返回值")

result = no_return()
print(result)  # 输出: None

解决办法：明确函数是否需要返回值，若不需要，可省略return。

三、局部变量与全局变量

变量的作用域决定了它在哪里可以被访问。本节将讲解局部变量和全局变量的区别及使用方法。

3.1 局部变量

3.1.1 示例代码

def func():
    x = 10  # 局部变量
    print(x)

func()  # 输出: 10
# print(x)  # 报错: NameError: name 'x' is not defined

关键点：x仅在func内部有效，外部访问会报错。

3.1.2 应用场景

局部变量适合临时存储函数内的计算结果，避免污染全局命名空间。

3.2 全局变量

全局变量在函数外部定义，整个程序都可以访问。

3.2.1 示例代码

y = 20  # 全局变量

def func():
    print(y)  # 访问全局变量

func()  # 输出: 20
print(y)  # 输出: 20

3.3 在函数内修改全局变量

如果想在函数内修改全局变量，必须用global关键字声明。

3.3.1 示例代码

z = 30  # 全局变量

def func():
    global z
    z = 40  # 修改全局变量
    print(z)

func()  # 输出: 40
print(z)  # 输出: 40

关键点：global z声明z为全局变量，修改会影响外部。

3.3.2 常见问题排查

问题：不加global会怎样？

z = 30

def func():
    z = 40  # 创建局部变量，未修改全局变量
    print(z)

func()  # 输出: 40
print(z)  # 输出: 30

解决办法：明确使用global，否则函数内赋值只创建局部变量。

四、总结

本文从基础到进阶，系统讲解了Python函数的定义与使用。通过以下核心要点，你可以快速掌握函数相关知识：

• 定义与调用：用def定义函数，通过函数名调用，完成代码复用。
• 参数：支持位置参数、关键字参数和默认参数，灵活传递数据。
• 返回值：用return返回单个或多个值，增强函数功能。
• 变量作用域：区分局部变量和全局变量，合理使用global修改全局变量。

这些知识是Python编程的基础，结合文中代码示例多加练习，你将能自信地编写函数，解决实际问题。后续学习中，可以进一步探索函数的高级特性，如默认参数、可变参数和闭包，为更复杂的编程任务做好准备。