第5天：函数 - 技术栈

学习目标

理解函数的基本概念和作用
掌握函数的定义和调用
学习参数传递和返回值
了解作用域的概念

学习内容

1. 函数的基本概念

函数是组织代码的基本方式，它将一组逻辑相关的操作封装在一起，通过函数名调用函数，可以使代码更简洁、更易读和维护。

2. 函数的定义和调用

定义函数：

python 复制代码

def function_name(parameters):
    """函数的文档字符串（可选）"""
    # 函数体
    return value  # 可选

调用函数：

python 复制代码

function_name(arguments)

示例：

python 复制代码

def greet(name):
    """打印问候语"""
    print("Hello, " + name + "!")

greet("Alice")
greet("Bob")

3. 参数和返回值

参数传递：
- 位置参数：按位置传递参数。
- 关键字参数：按名称传递参数。
- 默认参数：为参数提供默认值。
- 可变参数：接受任意数量的位置参数或关键字参数。

python 复制代码

# 位置参数
def add(a, b):
    return a + b

print(add(3, 5))  # 传递参数3和5，输出结果是8

# 关键字参数
def greet(name, message):
    print(message + ", " + name + "!")

greet(name="Alice", message="Good morning")  # 使用关键字参数

# 默认参数
def greet(name, message="Hello"):
    print(message + ", " + name + "!")

greet("Alice")  # 使用默认参数，输出Hello, Alice!
greet("Bob", "Good evening")  # 覆盖默认参数，输出Good evening, Bob!

# 可变参数
def add(*args):
    return sum(args)

print(add(1, 2, 3, 4, 5))  # 传递任意数量的参数，输出结果是15

def display_info(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

display_info(name="Alice", age=30, city="New York")  # 传递任意数量的关键字参数

返回值：

python 复制代码

def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)
print(result)  # 输出结果是8

4. 作用域

局部变量和全局变量：
- 局部变量：在函数内部定义，作用域仅限于函数内部。
- 全局变量：在函数外部定义，作用域为整个程序

python 复制代码

x = 10  # 全局变量

def my_function():
    x = 5  # 局部变量
    print("函数内部的x:", x)

my_function()
print("函数外部的x:", x)

global关键字： 用于在函数内部声明全局变量。

python 复制代码

x = 10

def my_function():
    global x
    x = 5

my_function()
print("函数外部的x:", x)  # 输出结果是5

今日任务

定义并调用简单函数：
- 定义一个函数，打印问候语。
- 调用该函数并传递参数。

python 复制代码

def greet(name):
    """打印问候语"""
    print("Hello, " + name + "!")

greet("Alice")
greet("Bob")

练习参数传递和返回值：
- 定义一个函数，接受两个参数并返回它们的和。
- 使用位置参数、关键字参数和默认参数调用该函数。
- 定义一个函数，接受任意数量的参数，并返回它们的乘积。

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def add(a, b):
    return a + b

# 位置参数
print(add(3, 5))

# 关键字参数
print(add(a=3, b=5))

# 默认参数
def greet(name, message="Hello"):
    print(message + ", " + name + "!")

greet("Alice")
greet("Bob", "Good evening")

# 可变参数
def multiply(*args):
    result = 1
    for num in args:
        result *= num
    return result

print(multiply(1, 2, 3, 4, 5))

理解并使用作用域：
- 定义一个包含局部变量的函数，并观察局部变量的作用域。
- 定义一个全局变量，并在函数内部修改它。

python 复制代码

# 局部变量示例
x = 10

def my_function():
    x = 5
    print("函数内部的x:", x)

my_function()
print("函数外部的x:", x)

# 全局变量示例
y = 20

def modify_global():
    global y
    y = 15

modify_global()
print("函数外部的y:", y)  # 输出结果是15

扩展练习

编写一个函数，接受一个列表并返回列表中的最大值。

python 复制代码

def find_max(numbers):
    max_num = numbers[0]
    for num in numbers:
        if num > max_num:
            max_num = num
    return max_num

print(find_max([1, 2, 3, 4, 5]))  # 输出结果是5

编写一个函数，接受一个字符串并返回该字符串的反转。

python 复制代码

def reverse_string(s):
    return s[::-1]

print(reverse_string("hello"))  # 输出结果是olleh