Python自学12 — 函数和模块

Python自学12 --- 函数和模块

在 Python 编程学习的旅程中，当代码量逐渐增加，我们会发现重复编写相同逻辑的代码不仅耗时，还会导致程序结构混乱、难以维护。而函数与模块的出现，正是为了解决这一问题 ------ 它们如同编程世界中的 "积木" 与 "工具箱"，让我们能够将复杂的程序拆解为更小、更易管理的单元，实现代码的复用与结构化。本章将系统讲解函数的定义、使用与进阶特性，以及模块的创建、导入与实战应用，为后续编写大型程序奠定基础。

1️⃣ 为什么要用函数和模块

• 函数：把一段可重复使用的代码封装起来，减少重复、提高可维护性。
• 模块：把相关功能的函数、类、变量组织到一个文件中，方便管理与复用。

📌 一句话记忆：

函数解决"代码复用"的问题，模块解决"代码组织"的问题。

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2️⃣ 函数基础

2.1 定义函数

def greet(name):
    """打印问候语"""
    print(f"Hello, {name}!")

• def：定义函数的关键字
• name：形参（parameter）
• """..."""：函数文档字符串（docstring），用于说明函数作用

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2.2 调用函数

greet("星哥")

输出：

Hello, 星哥!

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2.3 参数类型

参数类型	示例	说明
位置参数	def add(a, b)	按顺序传值
默认参数	def add(a, b=10)	可不传，使用默认值
可变参数	def sum_all(*args)	接收任意数量的位置参数
关键字参数	def show_info(**kwargs)	接收任意数量的键值对
混合使用	def func(a, b=1, *args, **kwargs)	灵活组合

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2.4 返回值

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

result = add(3, 5)
print(result)  # 8

• return 会结束函数执行并返回结果
• 没有 return 时，默认返回 None

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3️⃣ 函数进阶技巧

3.1 函数文档与类型注解

def multiply(a: int, b: int) -> int:
    """返回两个整数的乘积"""
    return a * b

• 类型注解不会限制类型，但能提升可读性和 IDE 提示效果

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3.2 Lambda 匿名函数

square = lambda x: x ** 2
print(square(4))  # 16

• 适合简单逻辑，复杂逻辑建议用 def

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3.3 函数作为参数

def apply(func, value):
    return func(value)

print(apply(square, 5))  # 25

• Python 函数是一等公民，可以作为参数传递

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4️⃣ 模块基础

4.1 创建模块

假设有个文件 mymath.py：

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

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

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4.2 导入模块

import mymath

print(mymath.add(3, 5))

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4.3 from-import 语法

from mymath import add

print(add(10, 20))

• 只导入需要的函数，减少命名冲突

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4.4 模块别名

import mymath as mm
print(mm.sub(10, 3))

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4.5 常用内置模块

模块	作用
math	数学运算
os	操作系统交互
sys	Python 解释器相关
datetime	日期时间处理
random	随机数生成

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5️⃣ __name__ == "__main__" 用法

# mymath.py
def add(a, b):
    return a + b

if __name__ == "__main__":
    print(add(2, 3))

• 当模块被直接运行时，__name__ 为 "__main__"
• 当模块被导入时，这段代码不会执行

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6️⃣ 实战案例：拆分工具模块

项目结构：

project/
│── main.py
└── utils.py

utils.py：

def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

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

main.py：

from utils import greet, add

print(greet("星哥"))
print(add(10, 20))

好处：

• 逻辑清晰
• 方便多人协作
• 模块可复用到其他项目

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7️⃣ 总结与建议

• 函数：封装逻辑，减少重复，提高可维护性

• 模块：组织代码，方便复用与管理

• 最佳实践

  ：

  1. 函数名、模块名用小写+下划线
  2. 每个函数只做一件事
  3. 给函数写 docstring
  4. 模块按功能拆分，不要太大