🎯 函数的核心理念：存储与重用
📌 核心原则：DRY（Don't Repeat Yourself）
避免重复：相同的代码只写一次，多次使用
提高效率：减少代码量，便于维护和更新
增强可读性：将复杂逻辑封装为有意义的名称
🔧 函数的基本概念
📖 函数定义
python
def function_name(parameters): """文档字符串（可选，但推荐）""" # 函数体代码 return result # 可选，没有return则返回None
🎮 函数调用过程
定义阶段：告诉Python记住这个函数，但不执行
调用阶段：执行函数体中的代码
返回阶段：回到调用处继续执行后续代码
python
def greet(): # 1. 定义函数（不执行） print("Hello!") greet() # 2. 调用函数（执行） print("World") # 3. 继续执行 # 输出: Hello! World🔄 函数执行流程
📍 调用堆栈可视化
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主程序执行 → 遇到函数调用 → 暂停主程序 ↓ 进入函数执行 → 执行函数体代码 ↓ 函数返回 → 回到主程序暂停处 ↓ 继续执行主程序
💡 关键理解
函数调用就像是暂时暂停当前操作，等待函数返回一个值来替换调用位置
📚 内置函数（Built-in Functions）
🛠️ 常用内置函数示例
| 函数 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
print() | 输出内容 | print("Hello") |
input() | 获取用户输入 | name = input("Name? ") |
len() | 获取长度 | len("Hello")→5 |
type() | 获取类型 | type(42)→<class 'int'> |
int() | 转换为整数 | int("42")→42 |
float() | 转换为浮点数 | float("3.14")→3.14 |
str() | 转换为字符串 | str(100)→'100' |
max() | 返回最大值 | max(1, 5, 3)→5 |
min() | 返回最小值 | min(1, 5, 3)→1 |
sum() | 求和 | sum([1, 2, 3])→6 |
sorted() | 排序 | sorted([3, 1, 2])→[1, 2, 3] |
range() | 生成序列 | list(range(3))→[0, 1, 2] |
🎨 函数输入-处理-输出模型
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输入(参数) → 函数(处理) → 输出(返回值)
🎪 自定义函数
📝 定义与调用示例
python
# 定义函数 def greet(name): # name是参数 """向指定的人问好""" print(f"Hello, {name}!") # 调用函数 greet("Alice") # "Alice"是参数值 greet("Bob") # "Bob"是参数值 # 输出: # Hello, Alice! # Hello, Bob!🔍 参数 vs 参数值
| 术语 | 定义 | 位置 | 示例 |
|---|---|---|---|
| 参数（Parameter） | 函数定义时接收输入的变量 | 函数定义括号内 | def func(param): |
| 参数值（Argument） | 调用函数时传入的具体值 | 函数调用括号内 | func(value) |
🍰 类比理解
参数：像是咖啡机的咖啡粉槽（等待接收）
参数值：像是实际放入的咖啡粉（具体内容）
📤 返回值（Return Value）
🔄 返回值的作用
停止函数执行：遇到return立即结束函数
传递结果：将计算结果返回给调用者
python
def add(a, b): """计算两个数的和""" result = a + b return result # 1. 停止函数 2. 返回result的值 # 调用并接收返回值 sum_result = add(3, 5) # add(3, 5) 被替换为 8 print(sum_result) # 输出: 8
📊 返回值流程
python
def double(x): return x * 2 # 调用过程： # 1. 执行 double(5) # 2. double函数返回 10 # 3. 10 替换掉 double(5) # 4. y 被赋值为 10 y = double(5)
⚪ 无返回值函数
📭 None类型
无return语句：函数默认返回
None有return无值：
return或return None作用：执行操作但不返回具体结果
python
# 无返回值函数（执行操作） def print_welcome(name): print(f"Welcome, {name}!") # 隐式返回 None # 有返回值函数（计算结果） def calculate_total(price, quantity): total = price * quantity return total # 返回计算结果 # 使用示例 print_welcome("Alice") # 只执行操作，不接收返回值 result = calculate_total(10, 3) # 接收返回值 print(f"Total: ${result}")🏗️ 函数设计实践
1. 带参数和返回值的函数
python
def calculate_area(width, height): """计算矩形面积""" area = width * height return area # 使用 room_area = calculate_area(5, 4) print(f"房间面积: {room_area}平方米")2. 多语言问候函数
python
def greet(lang): """根据语言返回问候语""" if lang == 'es': # 西班牙语 return 'Hola' elif lang == 'fr': # 法语 return 'Bonjour' elif lang == 'cn': # 中文 return '你好' else: # 默认英语 return 'Hello' # 使用 print(greet('es')) # Hola print(greet('fr')) # Bonjour print(greet('en')) # Hello3. 组合多个函数
python
def get_rectangle_area(width, height): """计算矩形面积""" return width * height def get_triangle_area(base, height): """计算三角形面积""" return 0.5 * base * height def calculate_total_area(): """计算房间总面积（矩形+三角形）""" rect_area = get_rectangle_area(10, 5) tri_area = get_triangle_area(4, 3) total = rect_area + tri_area return total print(f"总面积: {calculate_total_area()}平方米")🎨 为什么要使用函数？
✅ 主要优点
模块化组织：
python
# 将代码组织成逻辑"段落" def process_data(data): """数据处理函数""" cleaned = clean_data(data) analyzed = analyze_data(cleaned) return generate_report(analyzed)
避免重复：
python
# 重复代码（不好） print("=" * 50) print("报告标题") print("=" * 50) # ... 很多代码 ... print("=" * 50) print("报告结尾") print("=" * 50) # 使用函数（好） def print_separator(): print("=" * 50) print_separator() print("报告标题") print_separator()简化复杂代码：
python
# 复杂逻辑拆分为小函数 def validate_user_input(input_data): """验证用户输入""" if not check_format(input_data): return False if not check_length(input_data): return False if not check_content(input_data): return False return True
创建可重用库：
python
# my_utils.py - 可以分享给其他人 def format_currency(amount): """格式化货币显示""" return f"${amount:,.2f}" def calculate_tax(price, tax_rate): """计算税额""" return price * tax_rate def generate_invoice(items, tax_rate=0.08): """生成发票""" # 使用上面的函数 pass
📋 函数使用指南
| 场景 | 建议 | 示例 |
|---|---|---|
| 重复代码 | 提取为函数 | 多处相同的计算逻辑 |
| 复杂逻辑 | 拆分为多个小函数 | 数据处理流程 |
| 特定功能 | 创建专用函数 | 数据验证、格式化 |
| 团队协作 | 建立函数库 | 共享工具函数 |
🐛 常见错误与调试
1. 忘记冒号
python
# 错误 def say_hello() # 缺少冒号 print("Hello") # 正确 def say_hello(): # 有冒号 print("Hello")2. 缩进错误
python
# 错误：混用空格和Tab def my_func(): print("第一行") # 4个空格 print("第二行") # 1个Tab（不同编辑器可能不同） # 正确：统一使用4个空格 def my_func(): print("第一行") # 4个空格 print("第二行") # 4个空格3. 参数不匹配
python
# 定义 def greet(name, age): print(f"{name} is {age} years old") # 错误调用：缺少参数 greet("Alice") # TypeError: missing 1 required argument # 正确调用 greet("Alice", 25)4. 返回值使用错误
python
# 无返回值函数 def print_sum(a, b): print(a + b) # 没有return语句 # 错误：试图使用返回值 result = print_sum(3, 5) # result是None print(result * 2) # TypeError: 不能将None与数字相乘
💎 核心要点总结
1. 函数三要素
名称：描述函数功能
参数：接收输入数据
返回值：输出处理结果
2. 定义与调用
定义：使用
def关键字，只定义不执行调用：使用函数名加括号，传入参数值
3. 返回值机制
有返回值：使用
return返回具体结果无返回值：默认返回
None，用于执行操作
4. 设计原则
单一职责：一个函数只做一件事
明确命名：函数名应清晰表达功能
良好注释：使用文档字符串说明用途
编程思维：函数是编程中的基本构建块。就像乐高积木一样，将小块的、专门的功能组合起来，可以构建出复杂而强大的程序。学会设计好的函数，是成为高效程序员的关键一步！
