目錄
一、為什么需要函數？
1. 拒絕重復造輪子
2. 讓代碼像句子一樣可讀
3. 隔離變化，降低維護成本
二、函數的定義：編寫高質量函數的5個要素
基本語法框架
1. 函數命名的黃金法則（PEP8規范）
2. 不可或缺的文檔字符串（Docstring）
3. 參數設計的藝術
4. 函數體的單一職責原則
5. 返回值的清晰表達
三、函數調用：3種傳遞參數的方式
1. 位置參數（最常用）
2. 關鍵字參數（提升可讀性）
3. 混合使用（位置參數在前）
四、形參VS實參：參數的"前世今生"
生動案例：快遞柜的故事
參數傳遞的注意事項
五、實戰進階：溫度轉換工具函數
六、避坑指南：初學者常犯的5個錯誤
1. 縮進錯誤（IndentationError）
2. 參數數量不匹配（TypeError）
3. 忽略返回值
4. 函數名拼寫錯誤
5. 在函數定義前調用函數
七、總結與練習
一、為什么需要函數？
在編程中，函數就像一個"功能盒子"——把重復執行的代碼塊打包起來，需要時直接"調用"這個盒子即可。想象你每天早上都要做三件事：刷牙、洗臉、吃早餐。如果把這三個動作寫成代碼，沒有函數的話，每次都要重復寫三遍相同的步驟；而有了函數，你可以把它們分別定義成brush_teeth()、wash_face()、eat_breakfast()三個函數，之后只需依次調用這三個函數名即可。
函數的核心目的：
- 代碼復用：避免重復編寫相同邏輯
- 模塊化：將復雜問題拆解為小任務
- 可讀性：用函數名直接體現代碼功能
函數就是代碼世界的"工序卡"，解決三大核心問題：
1. 拒絕重復造輪子
沒有函數的代碼：
# 計算三個矩形的面積
print(5*3) # 第一個矩形
print(4*6) # 第二個矩形
print(7*2) # 第三個矩形有函數的代碼：
def calculate_rect_area(width, height):
return width * heightprint(calculate_rect_area(5,3)) # 復用相同邏輯
print(calculate_rect_area(4,6))
print(calculate_rect_area(7,2))2. 讓代碼像句子一樣可讀
# 不好的代碼：一堆數字和符號
if score >= 90 and score <= 100:
print("優秀")# 好的代碼：函數名即注釋
def is_excellent(score):
return 90 <= score <= 100if is_excellent(score):
print("優秀")3. 隔離變化，降低維護成本
當計算面積的公式需要修改（比如增加單位轉換），只需修改函數內部，而不用在代碼中到處查找width*height的片段。
二、函數的定義：編寫高質量函數的5個要素
基本語法框架
def 函數名(參數列表):"""函數文檔字符串（可選但推薦）"""# 函數體（縮進4個空格）return 返回值 # 可選1. 函數命名的黃金法則（PEP8規范）
- 全部小寫，用下劃線分隔：
calculate_area??，CalculateArea?? - 使用動詞或動詞短語：
get_user_info??，user_info?? - 避免單字母命名（除常見約定：
i/j循環變量，x/y坐標）
2. 不可或缺的文檔字符串（Docstring）
def calculate_circle_area(radius):
"""計算圓的面積參數:
radius (float): 圓的半徑，必須大于0返回:
float: 圓的面積（πr2）異常:
ValueError: 當半徑為負數時觸發
"""
if radius < 0:
raise ValueError("半徑不能為負數")
return 3.14159 * radius **2技巧：在PyCharm等IDE中輸入
"""按回車，會自動生成文檔字符串模板
3. 參數設計的藝術
- 必要參數：必須傳遞的參數（如
radius） - 默認參數：帶有默認值的參數（
def greet(name="Guest")） - 參數順序：重要參數放前面，可選參數放后面
4. 函數體的單一職責原則
一個函數只做一件事！以下是反面教材：
def bad_function(user_id):
# 同時做三件事：查詢用戶、發郵件、記錄日志
user = db.query(user_id)
send_email(user.email)
log_activity(user_id)
return user5. 返回值的清晰表達
- 始終返回同一類型（避免有時返回列表，有時返回None）
- 復雜邏輯用多個return提前退出，比嵌套if更清晰：
def get_grade(score):
if score < 0 or score > 100:
return "無效分數" # 提前返回異常情況
if score >= 90:
return "A"
if score >= 80:
return "B"
# ...其他分數段三、函數調用：3種傳遞參數的方式
1. 位置參數（最常用）
按參數定義順序傳遞：
def divide(dividend, divisor):
return dividend / divisorresult = divide(10, 2) # dividend=10, divisor=22. 關鍵字參數（提升可讀性）
明確指定參數名，順序可以打亂：
result = divide(dividend=10, divisor=2)
# 等價于
result = divide(divisor=2, dividend=10)3. 混合使用（位置參數在前）
def greet(title, name):
return f"{title}. {name}"greet("Mr", name="Smith") # 正確：位置參數在前
# greet(title="Mr", "Smith") # 錯誤：關鍵字參數不能在位置參數前四、形參VS實參：參數的"前世今生"
| 維度 | 形參（形式參數） | 實參（實際參數） |
|---|---|---|
| 位置 | 函數定義時?def func(x, y) | 函數調用時?func(3, 5) |
| 本質 | 函數內部的局部變量聲明 | 傳遞給函數的具體值/變量 |
| 生命周期 | 函數調用期間存在 | 遵循自身的變量作用域 |
生動案例：快遞柜的故事
- 形參：快遞柜上的"格子A"、"格子B"（定義了存放位置）
- 實參：你放入格子A的"手機"、格子B的"鑰匙"（實際存放的物品）
- 函數調用：快遞柜系統執行"存儲(格子A, 手機)"操作
參數傳遞的注意事項
def add_one(num):
num += 1 # 形參的修改不影響實參x = 5
add_one(x)
print(x) # 輸出：5（x的值未改變）五、實戰進階：溫度轉換工具函數
讓我們構建一個完整的溫度轉換模塊，包含：
- 攝氏度轉華氏度
- 華氏度轉攝氏度
- 參數驗證功能
def celsius_to_fahrenheit(celsius):
"""攝氏度轉華氏度 (°F = °C × 9/5 + 32)"""
if not isinstance(celsius, (int, float)):
raise TypeError("溫度必須是數字")
if celsius < -273.15:
raise ValueError("溫度不能低于絕對零度(-273.15°C)")
return celsius * 9/5 + 32def fahrenheit_to_celsius(fahrenheit):
"""華氏度轉攝氏度 (°C = (°F - 32) × 5/9)"""
if not isinstance(fahrenheit, (int, float)):
raise TypeError("溫度必須是數字")
if fahrenheit < -459.67:
raise ValueError("溫度不能低于絕對零度(-459.67°F)")
return (fahrenheit - 32) * 5/9# 使用示例
try:
temp_f = celsius_to_fahrenheit(25)
print(f"25°C = {temp_f:.1f}°F") # 輸出：25°C = 77.0°Ftemp_c = fahrenheit_to_celsius(77)
print(f"77°F = {temp_c:.1f}°C") # 輸出：77°F = 25.0°C
except (TypeError, ValueError) as e:
print(f"轉換失敗：{e}")六、避坑指南：初學者常犯的5個錯誤
1. 縮進錯誤（IndentationError）
def my_func():
print("Hello") # 錯誤：函數體沒有縮進2. 參數數量不匹配（TypeError）
def add(a, b):
return a + badd(1) # 錯誤：缺少1個位置參數3. 忽略返回值
def calculate_sum(a, b):
result = a + b # 錯誤：沒有return語句total = calculate_sum(3, 5)
print(total) # 輸出：None4. 函數名拼寫錯誤
def print_greeting():
print("Hello")print_greetng() # 錯誤：函數名拼寫錯誤（少了一個i）5. 在函數定義前調用函數
my_func() # 錯誤：調用時函數還未定義def my_func():
print("Hello")七、總結與練習
函數是編程的基礎模塊，掌握其定義規范、調用邏輯和參數傳遞機制，是寫出簡潔、高效、可維護代碼的關鍵。后續將深入學習參數進階用法（默認參數、不定長參數等）和函數作用域，進一步提升代碼靈活性。
 的弊端及修復方式)
