python入门技术教程之函数

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tea_year 发表于 2025/11/17 16:04:39 2025/11/17
【摘要】 n=1∑100n这种抽象记法非常强大，因为我们看到 ∑ 就可以理解成求和，而不是还原成低级的加法运算。而且，这种抽象记法是可扩展的，比如：n=1∑100n2+1还原成加法运算就变成了：(1 x 1 + 1) + (2 x 2 + 1) + (3 x 3 + 1) + ... + (100 x 100 + 1)可见，借助抽象，我们才能不关心底层的具体计算过程，而直接在更高的层次上思考问题。写计...

n=1∑100n

这种抽象记法非常强大，因为我们看到 ∑ 就可以理解成求和，而不是还原成低级的加法运算。

而且，这种抽象记法是可扩展的，比如：

n=1∑100n2+1

还原成加法运算就变成了：

(1 x 1 + 1) + (2 x 2 + 1) + (3 x 3 + 1) + ... + (100 x 100 + 1)

可见，借助抽象，我们才能不关心底层的具体计算过程，而直接在更高的层次上思考问题。

写计算机程序也是一样，函数就是最基本的一种代码抽象的方式，为了更好的复用代码。

函数的思路：就是封装重复代码，封装特定意义的代码.

函数调用

int():将字符串、浮点型数字转换成整型。

input()：输入型的函数，可以加输入时候的提示信息，返回类型是字符串.

绝对值的函数abs

max()：求n个数中的最大值

min():求nn个数中的最小值

float()：将字符串 整形数字转换成浮点类型的函数

str(100):其他类型转换成字符串

bool(): 0 空 None都是False,其他都是True

函数名其实就是指向一个函数对象的引用，完全可以把函数名赋给一个变量，相当于给这个函数起了一个“别名”：空是什么？

print(bool(0))      # False
print(bool(100))    # True
print(bool(''))     # False
print(bool(' '))    # True（空格不是空）
print(bool([]))     # False
print(bool([0]))    # True（列表非空）
print(bool(None))   # False

练习

请利用Python内置的hex()函数把一个整数转换成十六进制表示的字符串：

>>> hex(15)
'0xf'
>>> hex(16)
'0x10'			#0x:是16进制，开头的这种写法!
>>> hex(1)
'0x1'

普通函数

1.1 函数的定义与调用

定义：define

def 函数名(参数):
    函数体
    return 返回值

函数通过def关键字定义，def关键字后面跟着函数的函数名，函数名后面跟着小括号，小括号里面传入函数需要的参数（函数可以有参数也可以没有参数）。中间写函数体，最后写返回值（返回值可以有可以没有，默认为None）。

空函数

如果想定义一个什么事也不做的空函数，可以用pass语句：

def nop():					#无参数的函数
    pass

pass语句什么都不做，那有什么用？实际上pass可以用来作为占位符，比如现在还没想好怎么写函数的代码，就可以先放一个pass，让代码能运行起来。

函数定义并不会执行函数体内容, 必须要调用才会执行, 调用几次就会执行几次

函数必须先定义, 再使用.

函数参数

在函数定义的时候, 可以在 ( ) 中指定 "形式参数" (简称 形参), 然后在调用的时候, 由调用者把 "实际参数"(简称 实参) 传递进去.

这样就可以做到一份函数, 针对不同的数据进行计算处理.

考虑前面的代码案例:

 def calcSum(beg, end):
    sum = 0
    #beg=1,end=100
    #for i in range(1,101)
    for i in range(beg, end + 1):			#包左不包右,[beg,end+1)==>[beg,end]
        sum += i
    print(sum) 
# 调用函数
calcSum(1, 100)
calcSum(300, 400)
calcSum(1, 1000)

【说明】

上面的代码中, beg, end 就是函数的形参. 1, 100 / 300, 400 就是函数的实参；

在执行 sum(1, 100) 的时候, 就相当于 beg = 1, end = 100 , 然后在函数内部就可以针对 1-100 进行运算.

在执行 sum(300, 400) 的时候, 就相当于 beg = 300, end = 400 , 然后在函数内部就可以针对300-400 进行运算.

实参和形参之间的关系, 就像签合同一样

注意:

①一个函数可以有一个形参, 也可以有多个形参, 也可以没有形参.

②一个函数的形参有几个, 那么传递实参的时候也得传几个：保证个数要匹配.

③和 C++ / Java 不同, Python 是动态类型的编程语言, 函数的形参不必指定参数类型.

默认参数

由于我们经常计算x2，所以，完全可以把第二个参数n的默认值设定为2：

def power(x, n=2):			#5
    s = 1					#s=乘积
    while n > 0:			#n>0,执行；当n=0,退出;1>0
        n = n - 1			#2-1=1;	n=1-1=0;
        s = s * x			#s=1*5=5; s=5*5=25
    print(s)

这样，当我们调用power(5)时，相当于调用power(5, 2)：

>>> power(5)
25
>>> power(5, 2)
25

而对于n > 2的其他情况，就必须明确地传入n，比如power(5, 3)。

从上面的例子可以看出，默认参数可以简化函数的调用。设置默认参数时，有几点要注意：

①是必选参数在前，默认参数在后，否则Python的解释器会报错（思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面）；

②是如何设置默认参数。

当函数有多个参数时，把变化大的参数放前面，变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。

使用默认参数有什么好处？最大的好处是能降低调用函数的难度。

举个例子，我们写个一年级小学生注册的函数，需要传入name和gender两个参数：

def enroll(name, gender):
    print('name:', name)
    print('gender:', gender)

这样，调用enroll()函数只需要传入两个参数：

>>> enroll('Sarah', 'F')
name: Sarah
gender: F

如果要继续传入年龄、城市等信息怎么办？这样会使得调用函数的复杂度大大增加。

我们可以把年龄和城市设为默认参数：

def enroll(name, gender, age=6, city='郑州'):
    print('name:', name)
    print('gender:', gender)
    print('age:', age)
    print('city:', city)

这样，大多数学生注册时不需要提供年龄和城市，只提供必须的两个参数：

>>> enroll('Sarah', 'F')
name: Sarah
gender: F
age: 6
city: Beijing

只有与默认参数不符的学生才需要提供额外的信息：

enroll('Bob', 'M', 7)
enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')

可见，默认参数降低了函数调用的难度，而一旦需要更复杂的调用时，又可以传递更多的参数来实现。无论是简单调用还是复杂调用，函数只需要定义一个。


可变参数

在Python函数中，还可以定义可变参数。顾名思义，可变参数就是传入的参数个数是可变的，可以是1个、2个到任意个，还可以是0个。

我们以数学题为例子，给定一组数字a，b，c……，请计算a2 + b2 + c2 + ……。

要定义出这个函数，我们必须确定输入的参数。由于参数个数不确定，我们首先想到可以把a，b，c……作为一个list或tuple传进来，这样，函数可以定义如下：

def calc(numbers):			#a
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum + n * n			#sum+a*a
    print(sum)

但是调用的时候，需要先组装出一个list或tuple：

#list
>>> calc([1, 2, 3])
14
#tuple方式
>>> calc((1, 3, 5, 7))
84

如果利用可变参数，调用函数的方式可以简化成这样：

>>> calc(1, 2, 3)
14
>>> calc(1, 3, 5, 7)
84

所以，我们把函数的参数改为可变参数：

def calc(*numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum + n * n
    return sum

定义可变参数和定义一个list或tuple参数相比，仅仅在参数前面加了一个*号。在函数内部，参数numbers接收到的是一个tuple，因此，函数代码完全不变。但是，调用该函数时，可以传入任意个参数，包括0个参数：

>>> calc(1, 2)
5
>>> calc()
0

如果已经有一个list或者tuple，要调用一个可变参数怎么办？可以这样做：

>>> nums = [1, 2, 3]
>>> calc(nums[0], nums[1], nums[2])
14

这种写法当然是可行的，问题是太繁琐，所以Python允许你在list或tuple前面加一个*号，把list或tuple的元素变成可变参数传进去：

>>> nums = [1, 2, 3]
>>> calc(*nums)
14

*nums表示把nums这个list的所有元素作为可变参数传进去。这种写法相当有用，而且很常见。

关键字参数*

在 Python 中，** 是用于 关键字参数（Keyword Arguments） 的特殊语法，核心作用是 打包 / 解包字典形式的关键字参数，主要有两个核心使用场景：函数定义时接收任意关键字参数 和 函数调用时解包字典作为关键字参数。

一、场景 1：函数定义时用 **kwargs 接收任意关键字参数

当函数定义时参数前加 **，表示该参数会接收 所有未显式定义的关键字参数，并将其打包成一个字典（dict），通常命名为 kwargs（Keyword Arguments 的缩写，约定俗成，非强制）。

核心用法示例（运维场景常用）

比如写一个批量执行命令的函数，允许传入任意关键字参数（如超时时间、编码格式）：

关键特性

  1. **kwargs 必须放在函数参数列表的最后（后面不能再跟普通参数）；
  2. 只能接收 关键字参数（调用时必须用 key=value 形式传入）；
  3. 可通过字典的 get() 方法获取参数，避免未传参时的 KeyError。

运维实战场景（结合 subprocess）

import subprocess

def safe_ping(ip, **kwargs):
    """安全 ping 函数，支持传入 timeout、count 等关键字参数"""
    # 提取参数，设置默认值
    count = kwargs.get("count", 1)  # 默认发送 1 个包
    timeout = kwargs.get("timeout", 3)  # 默认超时 3 秒
    system = kwargs.get("system", "Windows")  # 默认 Windows 系统
    
    # 构造命令（适配 Windows/Linux）
    if system == "Windows":
        cmd = ["ping", "-n", str(count), "-w", str(timeout*1000), ip]
    else:
        cmd = ["ping", "-c", str(count), "-W", str(timeout), ip]
    
    # 执行命令
    result = subprocess.run(cmd, stdout=subprocess.PIPE, encoding=kwargs.get("encoding", "gbk"))
    return result.returncode == 0

# 调用：传入多个关键字参数
print(safe_ping("10.0.0.1", count=2, timeout=5, system="Windows"))
print(safe_ping("192.168.1.1", count=3, timeout=2, system="Linux", encoding="utf-8"))

函数返回值

函数的参数可以视为是函数的 " 输入 ", 则函数的返回值 , 就可以视为是函数的 " 输出 " .

此处的 "输入", "输出" 是更广义的输入输出, 不是单纯指通过控制台输入输出.

我们可以把函数想象成一个 "工厂". 工厂需要买入原材料, 进行加工, 并生产出产品.

函数的参数就是原材料, 函数的返回值就是生产出的产品.

我们可以看下列代码：

def calcSum(begin ,end):
    sum = 0
    for i in range (begin ,end+1):
        sum += i
    print(sum) 
    
calcSum(1,100)

这段代码是一个计算从begin到end之间所有整数的和的函数。它使用一个for循环来遍历从begin到end之间的整数，并将它们累加到变量sum中。最后，通过print函数打印出累加结果。

在这个例子中，调用calcSum(1, 100)会计算从1到100的所有整数的和，并将结果打印出来。

上述代码可以转换成 下述这样：

def calcSum(begin ,end):
    sum = 0
    for i in range (begin ,end+1):
        sum += i
    return sum 
result = calcSum(1,100)
print(result)

这两个代码的区别就在于 , 前者直接在函数内部进行了打印, 后者则使用 return 语句把结果返回给函数调用者, 再由调用者负责打印 。

我们一般倾向于第二种写法.

实际开发中我们的一个通常的编程原则, 是 "逻辑和用户交互分离". 而第一种写法的函数中, 既包含 了计算逻辑, 又包含了和用户交互(打印到控制台上). 这种写法是不太好的, 如果后续我们需要的是把计算结果保存到文件中, 或者通过网络发送, 或者展示到图形化界面里, 那么第一种写法的函数,就难以胜任了。

而第二种写法则专注于做计算逻辑, 不负责和用户交互. 那么就很容易把这个逻辑搭配不同的用户交互代码, 来实现不同的效果.

接下来，我在举几个例子带大家去瞧瞧：

一个函数中可以有多个 return 语句：

# 判定是否是奇数
def isOdd(num):
    if num % 2 ==0:
        return False
    else:
        return True 
result = isOdd(10)
print(result)

执行到 return 语句, 函数就会立即执行结束, 回到调用位置：

# 判定是否是奇数
def isOdd(num):
    if num % 2 ==0:
        return False
    return True 
result = isOdd(19)
print(result)

【解释说明】

如果 num 是偶数, 则进入 if 之后, 就会触发 return False , 也就不会继续执行 return True


一个函数是可以一次返回多个返回值的. 使用 , 来分割多个返回值：

def getpoint():
    x=10
    y=20
    return x, y 
a ,b = getpoint()

如果只想关注其中的部分返回值, 可以使用 _ 来忽略不想要的返回值.

def getPoint():
    x = 10
    y = 20
    return x, y
_, b = getPoint()

*注意：空函数返回值测试是None

x=nop()
print(x)            #空函数的返回是None

函数名的应用

扩展：

函数在调用的时候，如何使用

函数名()的方式调用

4.1 函数名可以作为另一个函数的参数或者返回值

示例：函数名本质上是指向函数对象的引用，可以作为参数传递给其他函数，也可以作为函数的返回值返回。

def greet():
    # return 'hello'
    print("hello")

#再定义一个函数
def call_greet(func):
    func()              #调用函数，函数名()
    print(func)         #打印的是调用的函数的地址；

#调用一下,函数名greet,指的就是上面函数的地址;
call_greet(greet)


4.2 函数名可以成为字典、集合、列表、元组中的元素

示例：函数名作为函数对象，可以存储在各种数据结构中，便于动态调用。

def add(x, y):
    return x + y
 
def multiply(x, y):
    return x * y
 #定义了list列表,[函数名add,函数名multiply]
func_list = [add, multiply]

print(func_list[0](2, 3))  # 输出：5
#add(2,3)


print(func_list[1](2, 3))  # 输出：6



func_dict = {'加法': add, '乘法': multiply}
print(func_dict['加法'](4, 5))  # 输出：9
 
func_tuple = (add, multiply)
print(func_tuple[1](3, 7))  # 输出：21
 #字典
func_set = {add, multiply}
for f in func_set:
    print(f(1, 2))  # 依次输出3和2（顺序不确定）


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