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在编程中，函数是非常重要的概念。Python 函数不仅使用简单，功能强大，还支持各种高级特性，如递归、默认参数、关键字参数等。在这篇博客中，我们将从基础的函数定义开始，一步步讲解函数的使用，并通过示例教学来帮助你掌握 Python 函数的核心概念和常见技巧。
函数的定义与调用
定义函数
在 Python 中，定义一个函数使用 def 关键字，函数可以接受参数，也可以返回值。函数体的代码需要缩进。
python
def 函数名(形参列表):
# 函数体
return 返回值调用函数
调用函数时，只需要使用函数名并传递必要的参数。
python
def greet(name):
print(f"Hello, {name}!")
# 调用函数
greet("Alice")运行结果：
plain
Hello, Alice!示例：计算两个数的和
定义一个简单的函数来计算两个数的和并返回结果。
python
def add(a, b):
return a + b
result = add(10, 20)
print(result) # 输出：30函数参数
Python 函数支持多种参数传递方式，可以根据实际需要传递多个不同类型的参数。
位置参数
这是最常见的参数传递方式，实参会按顺序传递给对应的形参。
python
def add(a, b):
return a + b
print(add(3, 5)) # 输出：8默认参数
在定义函数时，可以为参数设置默认值。调用函数时，如果没有传递该参数，则会使用默认值。
python
def greet(name, message="Welcome!"):
print(f"Hello, {name}! {message}")
greet("Alice") # 输出：Hello, Alice! Welcome!
greet("Bob", "Good job!") # 输出：Hello, Bob! Good job!注意：带默认值的参数必须放在没有默认值的参数之后，否则会报错。
关键字参数
关键字参数允许在调用函数时明确指定哪个实参传给哪个形参，且不需要遵循参数的顺序。
python
def introduce(name, age):
print(f"My name is {name}, and I am {age} years old.")
introduce(name="Alice", age=25) # 输出：My name is Alice, and I am 25 years old.
introduce(age=30, name="Bob") # 输出：My name is Bob, and I am 30 years old.不定长参数
如果不确定传递给函数的参数数量，可以使用 *args 或 **kwargs 来接收多个位置参数或关键字参数。
接收不定长位置参数
python
def add(*numbers):
total = 0
for num in numbers:
total += num
return total
print(add(1, 2, 3, 4)) # 输出：10接收不定长关键字参数
python
def show_info(**info):
for key, value in info.items():
print(f"{key}: {value}")
show_info(name="Alice", age=25, job="Developer")
# 输出：
# name: Alice
# age: 25
# job: Developer函数的返回值
函数可以通过 return 返回值给调用者。返回值可以是任意类型的数据，甚至可以返回多个值。
python
def add(a, b):
return a + b
result = add(5, 7)
print(result) # 输出：12返回多个值
Python 支持一次返回多个值，通过元组来实现。
python
def get_coordinates():
x = 10
y = 20
return x, y
x, y = get_coordinates()
print(f"x = {x}, y = {y}") # 输出：x = 10, y = 20使用 _ 忽略不需要的返回值
如果不需要所有返回值，可以使用 _ 来忽略。
python
_, y = get_coordinates()
print(f"y = {y}") # 输出：y = 20变量的作用域
变量的作用域分为局部变量和全局变量。
- 局部变量：在函数内部定义，只能在函数内部使用。
- 全局变量：在函数外部定义，可以在整个程序中使用。
python
x = 10 # 全局变量
def test():
x = 5 # 局部变量
print(f"函数内部: x = {x}")
test()
print(f"函数外部: x = {x}")运行结果：
plain
函数内部: x = 5
函数外部: x = 10修改全局变量
如果需要在函数中修改全局变量，可以使用 global 关键字。
python
x = 10
def modify_global():
global x
x = 5
modify_global()
print(x) # 输出：5嵌套调用和递归
嵌套调用
函数内部可以调用其他函数，这称为嵌套调用。
python
def a():
print("函数 a")
def b():
print("函数 b")
a()
b()运行结果：
plain
函数 b
函数 a递归调用
递归是函数自己调用自己，适合解决具有递归性质的问题，如阶乘、斐波那契数列等。
python
def factorial(n):
if n == 1:
return 1
return n * factorial(n - 1)
print(factorial(5)) # 输出：120递归必须有结束条件，否则会进入无限递归，导致程序崩溃。
常见函数技巧
链式调用
链式调用是指将一个函数的返回值作为另一个函数的参数，常见于数据处理的场景。
python
def add(a, b):
return a + b
def multiply(c, d):
return c * d
result = multiply(add(1, 2), 3)
print(result) # 输出：9默认参数技巧
使用默认参数可以简化函数调用。在不需要调试时可以忽略调试信息输出，而在需要调试时传递 debug=True。
python
def add(x, y, debug=False):
if debug:
print(f"调试信息: x={x}, y={y}")
return x + y
print(add(10, 20)) # 输出：30
print(add(10, 20, True)) # 输出：调试信息: x=10, y=20，结果：30递归优化
递归虽然简洁，但性能不一定好。可以通过缓存（Memoization）优化递归的性能。
python
def fib(n, cache={}):
if n in cache:
return cache[n]
if n <= 2:
return 1
result = fib(n-1) + fib(n-2)
cache[n] = result
return result
print(fib(10)) # 输出：55结语
通过本文的讲解，我们深入学习了 Python 中函数的定义、调用、参数传递、返回值、作用域以及递归等常见功能。Python 的函数非常灵活和强大，能够支持从简单的计算到复杂的递归逻辑，希望你能在编写函数时更加得心应手。
