一、模塊和包

? ? ? ? 將一段代碼保存為應該擴展名為.py 的文件，該文件就是模塊。Python中的模塊分為三種，分別為：內置模塊、第三方模塊和自定義模塊。

• 內置模塊和第三方模塊又稱為庫
• 內置模塊，有 python 解釋器自帶，不用單獨安裝
• 第三方模塊，需要下載后手動安裝
• 如果內置模塊和第三方模塊沒有需要的功能，就需要用戶自己編寫程序，將程序保存為.py 文件，即是自定義模塊。

無論哪種模塊都需要使用 import 調用后，才能在程序中調用其中的功能函數。

? ? ? ?

????????將功能近似的、關聯較強的模塊組織起來，形成一個目錄，叫做包。

python中的包是模塊包，文件名。包括：

• 一組模塊
• _init_.py 文件
• 支持多層嵌套
• .py 程序文件中可以直接定義一些變量，函數和類
• 使用時，通過import 導入，如： import math

他們的關系如下：

? ? ? ? 包——>? 模塊 ——> 函數

二、函數

1、函數的定義函數的語法格式如下：? ? ? ?

def 函數名（ [ 次數1，參數2，…，參數n?] ）：語句塊[ return [ 返回值1，返回值2，…，返回值n] ]

2、函數的定義和調用

（1）def 為python保留字，用于定義函數，函數名的命名規則和變量一致；

（2）括號中是函數的參數，參數可以為空，此時，括號（）不能省略，函數參數也可以是多個，多個參數之間有英文逗號隔開；

（3）語句塊是函數體，可以對函數進行調用，完成函數的主要功能；

（4）retrun 是函數的返回保留字，當函數沒有返回值時，return 保留字可以省略，函數有多個返回值時，在return 保留字后面，將多個返回值以英文逗號隔開；

#無返回值時省略return
def greet(name):print(f"Hello, {name}!")
result = greet("Alice")  # 輸出: Hello, Alice!
print(result)            # 輸出: None#單返回值
def add(a, b):return a + b
sum_result = add(3, 5)  # sum_result = 8#多返回值
def calculate(a, b):add = a + bsub = a - breturn add, sub  # 實際返回元組 (add, sub)result = calculate(10, 5)
print(result)        # 輸出: (15, 5)# 解包返回值
sum_result, diff_result = calculate(10, 5)
print(sum_result)    # 輸出: 15
print(diff_result)   # 輸出: 5

這里的解包返回值，大家不懂的話不要害怕，我在最后做了補充。

（5）函數的類型和函數的返回值類型相同，當返回值是多個時，函數的返回值是元組類型。

• 單返回值類型：若函數返回單個值（如?int），則直接標注為對應類型。

def get_number() -> int:return 42

• 多返回值類型：若函數返回多個值（如?a, b），Python 會將其轉換為元組。此時返回值類型應標注為?tuple[類型1, 類型2, ...]。

def calculate(a: int, b: int) -> tuple[int, int]:return a + b, a - b  # 實際返回 (int, int) 類型的元組

三、函數的參數

1、形參與實參

• 函數定義時，圓括號內參數列表的參數，不代表具體的數據，稱為形參;
• 函數調用時，將具體的數據傳遞給形式參數，此時的參數稱為實參。
• 根據參數的不同數據類型，將實參的值或者引用傳遞給形參。
• 當參數類型為不可變數據類型時，在函數內部直接修改形參的值不會影響實參;
• 但當參數類型為可變數據類型時，在函數內部使用下標或其他方式為其增加、刪除元素或修改元素值時，修改后的結果是可以傳遞到函數之外的，即實參也會得到相應的修改。

2、必備參數、默認參數、可變參數和關鍵字參數

• 函數調用時，必須傳遞的參數，稱為必備參數，也稱必選參數；
• 函數定義時，設置了默認值的參數函數調用時，可以傳遞實參，也可以不傳遞參數，不傳遞時，參數取定義時的默認值，這種參數，稱為默認參數，也稱可選參數。
• 需要注意的是，必備參數必須在前面定義，其他參數在后面定義。

3、參數傳遞

• 在函數調用參數傳遞時，按位置形參和實參一一對應傳遞稱為位置傳遞；
• 在函數調用參數傳遞時，按照參數的名稱顯式的傳遞，稱為名稱傳遞。

????????按位置傳遞，不需要給出參數的名稱，但形參和實參的位置相同、類型相同，否則容易出錯;按名稱顯式的傳遞參數，則不關心參數的前后順序，在參數較多時，不容易混淆。

4、全局變量與局部變量

• 在函數外部定義的變量，稱為全局變量;在函數內部定義的變量稱為局部變量。
• 全局變量的生命周期是程序的整個運行周期，只有程序被關閉后全局變量才會被銷毀并釋放內存空間，因此，全局變量在整個程序中，都可以使用；
• 局部變量的生命周期是函數調用時間，函數調用結束返回后，局部變量就銷毀并釋放內存空間，因此局部變量的作用范圍是這個函數內部，即只能在這個函數中使用，在函數的外部是不能使用的。

5、匿名函數

????????當函數一次性使用，函數體語句較少，如只有一個表達式，為了節省內存中變量定義空間就不需要定義函數名，此時，可以定義匿名函數。名函數的語法格式是:
?

????????函數名 =lambda」參數]:返回值

??????????????
????????匿名函數可以有0個或多個參數，但必須有返回值。匿名函數的調用和一般函數的調用相似可以單獨使用，也可以作為表達式的一部分。

常見使用場景

（1）作為參數傳遞（如?sorted,?map,?filter）

# 按字符串長度排序列表
words = ["apple", "banana", "cherry", "date"]
sorted_words = sorted(words, key=lambda x: len(x))
print(sorted_words)  # 輸出 ['date', 'apple', 'banana', 'cherry']# 過濾偶數
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
even_numbers = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))
print(even_numbers)  # 輸出 [2, 4]# 對每個元素平方
squared = list(map(lambda x: x**2, numbers))
print(squared)       # 輸出 [1, 4, 9, 16, 25]

?filter（）函數在前面提過，過濾出滿足條件的函數。

（2）快速定義簡單邏輯

# 判斷是否為偶數
is_even = lambda x: x % 2 == 0
print(is_even(4))  # True# 拼接字符串
greet = lambda name: f"Hello, {name}!"
print(greet("Alice"))  # Hello, Alice!

（3）結合條件表達式

# 返回兩數中的較大值
max_value = lambda a, b: a if a > b else b
print(max_value(5, 8))  # 8

四、補充：

解包返回值：

?????????Python 中一種便捷的語法，用于將函數返回的多個值（通常是元組、列表等可迭代對象）直接拆分并賦值給多個變量。它的核心目的是讓代碼更簡潔、可讀性更強。

【例】假設有一個函數返回兩個值：

?def get_coordinates():x = 3y = 4return x, y  # 實際返回的是元組 (3, 4)?

不解包的情況：

直接獲取返回值時，會得到一個元組：

coords = get_coordinates()
print(coords)        # 輸出 (3, 4)
print(coords[0])     # 輸出 3（通過索引訪問）
print(coords[1])     # 輸出 4

解包的情況：

將元組中的值直接拆分為兩個變量：

x, y = get_coordinates()  # 解包賦值
print(x)  # 輸出 3
print(y)  # 輸出 4

解包具有靈活性：

（1）適用于任意可迭代對象

????????不僅是元組，列表、字符串等可迭代對象也可以解包：

def get_data():return ["Alice", 25, "Engineer"]name, age, job = get_data()  # 解包列表
print(name)  # Alice

（2）忽略不需要的值

????????用下劃線?_?占位忽略不需要的返回值：

x, _ = get_coordinates()  # 只要 x，忽略 y
print(x)  # 3

（3）解包嵌套結構

????????甚至可以解包嵌套的返回值（如元組中的元組）：

def nested_data():return (1, (2, 3))a, (b, c) = nested_data()
print(a, b, c)  # 1 2 3

（4）使用?*?處理剩余值

用?* 變量名?接收剩余的所有值（返回列表）：

def multiple_values():return 1, 2, 3, 4, 5first, *middle, last = multiple_values()
print(first)   # 1
print(middle)  # [2, 3, 4]（中間的數值被封裝為列表）
print(last)    # 5

注意事項：

（1）變量數量必須匹配：

????????左側變量數必須與返回值數量一致，否則會報錯：

x, y, z = get_coordinates()  # 錯誤！元組只有 2 個值，但嘗試解包給 3 個變量

（2）返回值必須是可迭代對象：

????????如果函數返回單個值（非元組/列表等），嘗試解包會報錯：

def single_value():return 5a, b = single_value()  # 錯誤！單個整數無法解包