目錄

1. 函數簡介
2. 基本函數語法
3. 函數參數
4. 返回值
5. 高級函數概念
6. 列表推導式與Lambda函數
7. 實用示例

函數簡介

函數是可重用的代碼塊，用于執行特定任務。它們有助于組織代碼，促進復用，并使程序更易于維護。可以將函數視為程序中的小型程序。

基本函數語法

在Python中定義函數的基本語法如下：

def function_name(parameters):# 函數體# 要執行的代碼return value  # 可選

示例：

def greet(name):return f"Hello, {name}!"# 調用函數
message = greet("Alice")
print(message)  # 輸出: Hello, Alice!

函數參數

默認參數

def greet(name, greeting="Hello"):return f"{greeting}, {name}!"print(greet("Bob"))          # 輸出: Hello, Bob!
print(greet("Bob", "Hi"))    # 輸出: Hi, Bob!

位置參數與關鍵字參數

def create_profile(name, age, occupation):return f"Name: {name}, Age: {age}, Occupation: {occupation}"# 使用位置參數
print(create_profile("Alice", 30, "Engineer"))# 使用關鍵字參數
print(create_profile(age=30, name="Alice", occupation="Engineer"))

*args 和 **kwargs

def print_all(*args, **kwargs):# 打印位置參數for arg in args:print(f"位置參數: {arg}")# 打印關鍵字參數for key, value in kwargs.items():print(f"關鍵字參數: {key} = {value}")print_all(1, 2, 3, name="Alice", job="Developer")

返回值

函數可以返回單個值、多個值，或什么都不返回（默認返回None）。

# 多個返回值
def get_coordinates():x = 10y = 20return x, y# 返回值為元組
gx_coord, y_coord = get_coordinates()
print(f"X: {x_coord}, Y: {y_coord}")# 提前返回
def check_number(n):if n < 0:return "負數"elif n > 0:return "正數"return "零"

高級函數概念

嵌套函數

def outer_function(x):def inner_function(y):return x + yreturn inner_function# 創建閉包
add_five = outer_function(5)
print(add_five(3))  # 輸出: 8

裝飾器

def timer_decorator(func):from time import timedef wrapper(*args, **kwargs):start = time()result = func(*args, **kwargs)end = time()print(f"函數 {func.__name__} 用時 {end - start:.2f} 秒")return resultreturn wrapper@timer_decorator
def slow_function():import timetime.sleep(1)return "完成!"slow_function()

列表推導式與Lambda函數

列表推導式

列表推導式提供了一種基于現有序列創建新列表的簡潔方式。

# 基本列表推導式
squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares)  # [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]# 帶條件的列表推導式
even_squares = [x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0]
print(even_squares)  # [0, 4, 16, 36, 64]# 嵌套列表推導式
matrix = [[i+j for j in range(3)] for i in range(3)]
print(matrix)  # [[0, 1, 2], [1, 2, 3], [2, 3, 4]]

Lambda函數

Lambda函數是可以內聯定義的小型匿名函數。

# 基本lambda函數
square = lambda x: x**2
print(square(5))  # 25# 多參數lambda
add = lambda x, y: x + y
print(add(3, 4))  # 7# lambda結合列表推導和map
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
doubled = list(map(lambda x: x*2, numbers))
print(doubled)  # [2, 4, 6, 8, 10]

實用示例

數據處理函數

def process_data(data, filters=None, transform=None):"""使用可選的過濾和轉換處理數據列表。參數：data: 要處理的值列表filters: 要應用的過濾函數列表transform: 應用于過濾后數據的轉換函數"""result = data# 如果有過濾器則應用if filters:for filter_func in filters:result = [item for item in result if filter_func(item)]# 如果有轉換則應用if transform:result = [transform(item) for item in result]return result# 示例用法
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
is_even = lambda x: x % 2 == 0
is_greater_than_five = lambda x: x > 5
double = lambda x: x * 2# 使用過濾和轉換處理數據
result = process_data(numbers,filters=[is_even, is_greater_than_five],transform=double
)
print(result)  # [12, 16, 20]

函數中的錯誤處理

def safe_divide(a, b):"""安全地進行除法運算并處理錯誤。"""try:result = a / bexcept ZeroDivisionError:print("錯誤: 除數為零！")return Noneexcept TypeError:print("錯誤: 除法類型無效！")return Noneelse:return resultfinally:print("嘗試了除法操作")# 示例用法
print(safe_divide(10, 2))    # 5.0
print(safe_divide(10, 0))    # None（帶錯誤信息）
print(safe_divide(10, "2"))  # None（帶錯誤信息）

生成器函數

def fibonacci_generator(n):"""生成n個斐波那契數。"""a, b = 0, 1count = 0while count < n:yield aa, b = b, a + bcount += 1# 使用生成器
fib = fibonacci_generator(10)
fibonacci_list = list(fib)
print(fibonacci_list)  # [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]

本教程涵蓋了Python函數的基礎和高級概念。通過修改示例和編寫自己的函數來練習這些概念。記住，函數是組織代碼、提高可維護性和復用性的強大工具。