函數(shù)就是一段封裝好的，可以重復(fù)使用的代碼，它使得我們的程序更加模塊化，不需要編寫大量重復(fù)的代碼。函數(shù)能提高應(yīng)用的模塊性，和代碼的重復(fù)利用率。Python提供了許多內(nèi)建函數(shù)，比如print()。但我們也可以自己創(chuàng)建函數(shù)，這被叫做用戶自定義函數(shù)。
在Python中可以使用def關(guān)鍵字來定義函數(shù)，和變量一樣每個函數(shù)也有一個響亮的名字，而且命名規(guī)則跟變量的命名規(guī)則是一致的，但不建議讀者使用a、b、c這類簡單的標識符作為函數(shù)名，函數(shù)名最好能夠體現(xiàn)出該函數(shù)的功能（如上面的my_len，即表示我們自定義的len()函數(shù)）。在函數(shù)名后面的圓括號中可以放置傳遞給函數(shù)的參數(shù)，這一點和數(shù)學(xué)上的函數(shù)非常相似，程序中函數(shù)的參數(shù)就相當于是數(shù)學(xué)上說的函數(shù)的自變量，而函數(shù)執(zhí)行完成后我們可以通過return關(guān)鍵字來返回一個值，這相當于數(shù)學(xué)上說的函數(shù)的因變量。具體規(guī)則如下：
def關(guān)鍵詞開頭，后接函數(shù)標識符名稱和圓括號()。return [表達式] 結(jié)束函數(shù)，選擇性地返回一個值給調(diào)用方，不帶表達式的 return 相當于返回 None。
具體語法格式如下：
def 函數(shù)名(參數(shù)列表):
# 函數(shù)體
[return [返回值]] # [] 括起來的為可選擇部分，即可以使用，也可以省略
溫馨提示： 在創(chuàng)建函數(shù)時，即使函數(shù)不需要參數(shù)，也必須保留一對空的
“()”，否則Python解釋器將提示“invaild syntax”錯誤。另外，如果想定義一個沒有任何功能的空函數(shù)，可以使用pass語句作為占位符。
要調(diào)用一個函數(shù)，需要知道函數(shù)的名稱和參數(shù)，如果傳入的參數(shù)數(shù)量不對，會報TypeError的錯誤；如果傳入的參數(shù)數(shù)量是對的，但參數(shù)類型不能被函數(shù)所接受，也會報TypeError的錯誤。
在Python中，函數(shù)的參數(shù)可以有默認值，也支持使用可變參數(shù)，所以Python并不需要像其他語言一樣支持函數(shù)的重載，因為我們在定義一個函數(shù)的時候可以讓它有多種不同的使用方式，下面是兩個小例子。
from random import randint
def roll_dice(n=2):
"""搖色子"""
total = 0
for _ in range(n):
total += randint(1, 6)
return total
def add(a=0, b=0, c=0):
"""三個數(shù)相加"""
return a + b + c
# 如果沒有指定參數(shù)那么使用默認值搖兩顆色子
print(roll_dice())
# 搖三顆色子
print(roll_dice(3))
print(add())
print(add(1))
print(add(1, 2))
print(add(1, 2, 3))
# 傳遞參數(shù)時可以不按照設(shè)定的順序進行傳遞
print(add(c=50, a=100, b=200))
上面的例子中兩個函數(shù)的參數(shù)都設(shè)定了默認值，這也就意味著如果在調(diào)用函數(shù)的時候如果沒有傳入對應(yīng)參數(shù)的值時將使用該參數(shù)的默認值，所以在上面的代碼中我們可以用各種不同的方式去調(diào)用add函數(shù)，這跟其他很多語言中函數(shù)重載的效果是一致的。
其實上面的add函數(shù)還有更好的實現(xiàn)方案，因為我們可能會對0個或多個參數(shù)進行加法運算，而具體有多少個參數(shù)是由調(diào)用者來決定，我們作為函數(shù)的設(shè)計者對這一點是一無所知的，因此在不確定參數(shù)個數(shù)的時候，我們可以使用可變參數(shù)，代碼如下所示。
# 在參數(shù)名前面的*表示args是一個可變參數(shù)
def add(*args):
total = 0
for val in args:
total += val
return total
# 在調(diào)用add函數(shù)時可以傳入0個或多個參數(shù)
print(add())
print(add(1))
print(add(1, 2))
print(add(1, 2, 3))
print(add(1, 3, 5, 7, 9))
定義函數(shù)時都會選擇有參數(shù)的函數(shù)形式，函數(shù)參數(shù)的作用是傳遞數(shù)據(jù)給函數(shù)，令其對接收的數(shù)據(jù)做具體的操作處理。
在使用函數(shù)時，經(jīng)常會用到形式參數(shù)（簡稱“形參”）和實際參數(shù)（簡稱“實參”），二者都叫參數(shù)，之間的區(qū)別是：
Python中，根據(jù)實際參數(shù)的類型不同，參數(shù)傳遞分為兩種情況：
C++的值傳遞，如整數(shù)、字符串、元組。如fun(a)，傳遞的只是a的值，沒有影響a對象本身。如果在fun(a)內(nèi)部修改a的值，則是新生成一個a的對象。C++的引用傳遞，如 列表，字典。如fun(la)，則是將la真正的傳過去，修改后fun外部的la也會受影響。在進行值傳遞時，改變形式參數(shù)的值后，實際參數(shù)的值不改變；在進行引用傳遞時，改變形式參數(shù)的值后，實際參數(shù)的值也發(fā)生改變。具體了解，請參考：Python函數(shù)參數(shù)傳遞機制
調(diào)用函數(shù)時可使用的正式參數(shù)類型：位置參數(shù)、關(guān)鍵字參數(shù)、默認參數(shù)、不定長參數(shù)。
位置參數(shù)，有時也稱必需參數(shù)，指的是必須按照正確的順序?qū)嶋H參數(shù)傳到函數(shù)中，換句話說，調(diào)用函數(shù)時傳入實際參數(shù)的數(shù)量和位置都必須和定義函數(shù)時保持一致。
1. 實參和形參數(shù)量必須一致
在調(diào)用函數(shù)，指定的實際參數(shù)的數(shù)量，必須和形式參數(shù)的數(shù)量一致（傳多傳少都不行），否則Python解釋器會拋出 TypeError異常，并提示缺少必要的位置參數(shù)。
def girth(width, height):
return 2 * (width + height)
# 調(diào)用函數(shù)時，必須傳遞2個參數(shù)，否則會引發(fā)錯誤
print(girth(3, 3))
2. 實參和形參位置必須一致
在調(diào)用函數(shù)時，傳入實際參數(shù)的位置必須和形式參數(shù)位置一一對應(yīng)，否則會產(chǎn)生以下 2 種結(jié)果：
（1）拋出TypeError異常
當實際參數(shù)類型和形式參數(shù)類型不一致，并且在函數(shù)中，這兩種類型之間不能正常轉(zhuǎn)換，此時就會拋出TypeError異常。
def area(height,width):
return height*width/2
print(area("C語言中文網(wǎng)",3))
（2）產(chǎn)生的結(jié)果和預(yù)期不符
調(diào)用函數(shù)時，如果指定的實際參數(shù)和形式參數(shù)的位置不一致，但它們的數(shù)據(jù)類型相同，那么程序?qū)⒉粫伋霎惓?，只不過導(dǎo)致運行結(jié)果和預(yù)期不符。
# 計一個求梯形面積的函數(shù)，并利用此函數(shù)求上底為 4cm，下底為 3cm，高為 5cm 的梯形的面積。
# 但如果交互高和下低參數(shù)的傳入位置，計算結(jié)果將導(dǎo)致錯誤
def area(upper_base,lower_bottom,height):
return (upper_base+lower_bottom)*height/2
print("正確結(jié)果為：",area(4,3,5)) # 17.5
print("錯誤結(jié)果為：",area(4,5,3)) # 13.5
關(guān)鍵字參數(shù)是指使用形式參數(shù)的名字來確定輸入的參數(shù)值。通過此方式指定函數(shù)實參時，不再需要與形參的位置完全一致，只要將參數(shù)名寫正確即可。
def dis_str(str1,str2):
print("str1:",str1)
print("str2:",str2)
dis_str('Python', 'Java') # 位置參數(shù)
dis_str(str1 = 'Python', str2 = 'Java') # 關(guān)鍵字參數(shù)
dis_str('Python', str2 = 'Java') # 混合參數(shù)
在調(diào)用有參函數(shù)時，既可以根據(jù)位置參數(shù)來調(diào)用，也可以使用關(guān)鍵字參數(shù)來調(diào)用。在使用關(guān)鍵字參數(shù)調(diào)用時，可以任意調(diào)換參數(shù)傳參的位置。但需要注意，混合傳參時關(guān)鍵字參數(shù)必須位于所有的位置參數(shù)之后。
Python允許為參數(shù)設(shè)置默認值，即在定義函數(shù)時，直接給形式參數(shù)指定一個默認值。這樣的話，即便調(diào)用函數(shù)時沒有給擁有默認值的形參傳遞參數(shù)，該參數(shù)可以直接使用定義函數(shù)時設(shè)置的默認值。
Python定義帶有默認值參數(shù)的函數(shù)，其語法格式如下：
def 函數(shù)名(...，形參名，形參名=默認值)：
代碼塊
==注意，在使用此格式定義函數(shù)時，指定有默認值的形式參數(shù)必須在所有沒默認值參數(shù)的最后，否則會產(chǎn)生語法錯誤。==在Python中，可以使用函數(shù)名.__defaults__查看函數(shù)的默認值參數(shù)的當前值，其結(jié)果是一個元組。
使用可變對象作為參數(shù)默認值，多次調(diào)用可能導(dǎo)致意外情況。如下面的例子：
def demo(obj=[]):
print('obj的值：', obj)
obj.append(1)
demo() # 第一次調(diào)用，輸出[]
demo() # 第二次調(diào)用，輸出[1]
從上面的結(jié)果看，這顯然不是我們想要的結(jié)果。為了防止出現(xiàn)這種情況，最好使用None作為可變對象的默認值，這時還需要加上必要的檢查代碼。修改后的代碼如下：
def demo(obj=None):
if obj == None:
obj = []
print('obj的值：', obj)
obj.append(1)
定義函數(shù)時，為形式參數(shù)設(shè)置默認值要牢記一點：默認參數(shù)必須指向不可變對象。
在Python函數(shù)中，還可以定義可變參數(shù)。顧名思義，可變參數(shù)就是傳入的參數(shù)個數(shù)是可變的，可以是1個、2個到任意個，還可以是0個。
加了星號*的參數(shù)會以元組(tuple)的形式導(dǎo)入，存放所有未命名的變量參數(shù)。
def printinfo( arg1, *vartuple ):
"""打印任何傳入的參數(shù)"""
print ("輸出: ")
print (arg1)
print (vartuple)
# 調(diào)用printinfo 函數(shù)
printinfo( 70, 60, 50 ) # 70 （60， 50）
加了兩個星號**的參數(shù)會以字典的形式導(dǎo)入。
def printinfo( arg1, **vardict ):
"打印任何傳入的參數(shù)"
print ("輸出: ")
print (arg1)
print (vardict)
# 調(diào)用printinfo 函數(shù)
printinfo(1, name='小明', 數(shù)學(xué)=90) # 1 {'name': '小明', '數(shù)學(xué)': 90}
聲明函數(shù)時，參數(shù)中星號*以單獨出現(xiàn)，如果單獨出現(xiàn)星號*后的參數(shù)必須用關(guān)鍵字傳入。
def f(a, b, *, c):
return a + b + c
f(1, 2, 3) # 報錯
f(1, 2, c=3) # 6
如果想要使用一個已經(jīng)存在的列表作為函數(shù)的可變參數(shù)，可以在列表的名稱前加
*。如果想要使用一個已經(jīng)存在的字典作為函數(shù)的可變參數(shù)，可在字典的名稱前加**。
def printsign(**sign):
print()
for key, value in sign.items():
print('[' + key + ']的星座是：' + value)
printsign(憶夢='水瓶座', 香凝='雙子座')
dict1 = {'憶夢': '水瓶座', '香凝': '雙子座'}
printsign(**dict1)
Python中，用def語句創(chuàng)建函數(shù)時，可以用return語句指定應(yīng)該返回的值，該返回值可以是任意類型，作用是將函數(shù)的處理結(jié)果返回給調(diào)用它的程序。需要注意的是，return語句在同一函數(shù)中可以出現(xiàn)多次，但只要有一個得到執(zhí)行，就會直接結(jié)束函數(shù)的執(zhí)行。如果同時返回多個值，則返回的是一個元組，當函數(shù)中沒有return語句時，或者省略了return語句的參數(shù)時，將返回None，即返回空值。
所謂作用域（Scope），就是變量的有效范圍，就是變量可以在哪個范圍以內(nèi)使用。有些變量可以在整段代碼的任意位置使用，有些變量只能在函數(shù)內(nèi)部使用，有些變量只能在for循環(huán)內(nèi)部使用。
1. 局部變量
在函數(shù)內(nèi)部定義的變量，它的作用域也僅限于函數(shù)內(nèi)部，出了函數(shù)就不能使用了，我們將這樣的變量稱為局部變量（Local Variable）。
2. 全局變量
除了在函數(shù)內(nèi)部定義變量，Python還允許在所有函數(shù)的外部定義變量，這樣的變量稱為全局變量（Global Variable）。和局部變量不同，全局變量的默認作用域是整個程序，即全局變量既可以在各個函數(shù)的外部使用，也可以在各函數(shù)內(nèi)部使用。
定義全局變量的方式有以下 2 種：
global關(guān)鍵字對變量進行修飾后，該變量就會變?yōu)槿肿兞俊?/li>獲取指定作用域范圍中的變量
globals()函數(shù)為Python的內(nèi)置函數(shù)，它可以返回一個包含全局范圍內(nèi)所有變量的字典，該字典中的每個鍵值對，鍵為變量名，值為該變量的值。locals()函數(shù)也是Python內(nèi)置函數(shù)之一，通過調(diào)用該函數(shù)，我們可以得到一個包含當前作用域內(nèi)所有變量的字典。這里所謂的“當前作用域”指的是，在函數(shù)內(nèi)部調(diào)用locals()函數(shù)，會獲得包含所有局部變量的字典；而在全局范文內(nèi)調(diào)用locals()函數(shù)，其功能和globals()函數(shù)相同。vars()函數(shù)也是Python內(nèi)置函數(shù)，其功能是返回一個指定object對象范圍內(nèi)所有變量組成的字典。如果不傳入object參數(shù)，vars()和 locals()的作用完全相同。3. 局部函數(shù)
Python支持在函數(shù)內(nèi)部定義函數(shù)，此類函數(shù)又稱為局部函數(shù)。
#全局函數(shù)
def outdef ():
#局部函數(shù)
def indef():
print("I like programing")
#調(diào)用局部函數(shù)
indef()
#調(diào)用全局函數(shù)
outdef()
注意：盡管
Python允許全局變量和局部變量重名，但是在實際開發(fā)時，不建議這么做，因為這樣容易讓代碼混亂,很難分清哪些是全局變量，哪些是局部變量。
函數(shù)式編程就是一種抽象程度很高的編程范式，純粹的函數(shù)式編程語言編寫的函數(shù)沒有變量，因此，任意一個函數(shù)，只要輸入是確定的，輸出就是確定的，這種純函數(shù)我們稱之為沒有副作用。而允許使用變量的程序設(shè)計語言，由于函數(shù)內(nèi)部的變量狀態(tài)不確定，同樣的輸入，可能得到不同的輸出，因此，這種函數(shù)是有副作用的。
函數(shù)式編程的一個特點就是，允許把函數(shù)本身作為參數(shù)傳入另一個函數(shù)，還允許返回一個函數(shù)！
Python對函數(shù)式編程提供部分支持。由于Python允許使用變量，因此，Python不是純函數(shù)式編程語言。
接受函數(shù)為參數(shù)，或者把函數(shù)作為結(jié)果返回的函數(shù)是高階函數(shù)（higher-order function）。
1. 變量可以指向函數(shù)
一個變量指向了一個函數(shù)，那么可以通過該變量來調(diào)用這個函數(shù)。
>>> f = abs
>>> f(-10)
10
2. 函數(shù)名也是變量
函數(shù)名其實就是指向函數(shù)的變量，對于abs()這個函數(shù)，完全可以把函數(shù)名abs看成變量，它指向一個可以計算絕對值的函數(shù)！
>>> abs = 10
>>> abs(-10)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not callable
把abs指向10后，就無法通過abs(-10)調(diào)用該函數(shù)了！因為abs這個變量已經(jīng)不指向求絕對值函數(shù)而是指向一個整數(shù)10！要恢復(fù)abs函數(shù)，請重啟Python交互環(huán)境。
注：由于
abs函數(shù)實際上是定義在import builtins模塊中的，所以要讓修改abs變量的指向在其它模塊也生效，要用import builtins; builtins.abs = 10。
3. 傳入函數(shù)
既然變量可以指向函數(shù)，函數(shù)的參數(shù)能接收變量，那么一個函數(shù)就可以接收另一個函數(shù)作為參數(shù)，這種函數(shù)就稱之為高階函數(shù)。舉一個例子：
def add(x, y, f):
return f(x) + f(y)
print(add(-5, 6, abs) # 11
4. map() 和 reduce()
map()函數(shù)接收兩個參數(shù)，一個是函數(shù)，一個是Iterable，map將傳入的函數(shù)依次作用到序列的每個元素，并把結(jié)果作為新的Iterator返回。
def f(x):
return x * x
r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
print(list(r)) # [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
由于結(jié)果r是一個Iterator，Iterator是惰性序列，因此通過list()函數(shù)讓它把整個序列都計算出來并返回一個list。
reduce把一個函數(shù)作用在一個序列[x1, x2, x3, ...]上，這個函數(shù)必須接收兩個參數(shù)，reduce把結(jié)果繼續(xù)和序列的下一個元素做累積計算，其效果就是
reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f((x1, x2), x3), x4)
>>> from functools import reduce
>>> reduce(lambda x,y: x+y, [1, 2, 3, 4,5])
15
5. filter()
Python內(nèi)建的filter()函數(shù)用于過濾序列。
和map()類似，filter()也接收一個函數(shù)和一個序列。和map()不同的是，filter()把傳入的函數(shù)依次作用于每個元素，然后根據(jù)返回值是True還是False決定保留還是丟棄該元素。
把一個序列中的空字符串刪掉，可以這么寫：
def not_empty(s):
return s and s.strip()
new_list = list(filter(not_empty, ['A', ' ', 'B', None, 'C', '']))
print(new_list) # ['A', 'B', 'C']
可見用filter()這個高階函數(shù)，關(guān)鍵在于正確實現(xiàn)一個“篩選”函數(shù)。
注意： 到filter()函數(shù)返回的是一個Iterator，也就是一個惰性序列，所以要強迫filter()完成計算結(jié)果，需要用list()函數(shù)獲得所有結(jié)果并返回list。
6. sorted()
Python內(nèi)置的sorted()函數(shù)也是一個高階函數(shù)，它還可以接收一個key函數(shù)來實現(xiàn)自定義的排序，例如按絕對值大小排序：
>>> soretd([36, 5, -12, 9, -21])
[-21, -12, 5, 9, 36]
>>> soretd([36, 5, -12, 9, -21], key=abs)
>[5, 9, -12, -21, 36]
當我們在傳入函數(shù)時，有些時候，不需要顯式地定義函數(shù)，直接傳入匿名函數(shù)更方便。
關(guān)鍵字lambda表示匿名函數(shù)，冒號前面表示函數(shù)參數(shù)，參數(shù)可以有多個，使用逗號","分隔。匿名函數(shù)有個限制，就是只能有一個表達式，不用寫return，返回值就是該表達式的結(jié)果且只有一個，也不能出現(xiàn)其他非表達式語句（如for或while）。
lambda只是一個表達式，函數(shù)體比def簡單很多。lambda的主體是一個表達式，而不是一個代碼塊。僅僅能在lambda表達式中封裝有限的邏輯進去。lambda函數(shù)擁有自己的命名空間，且不能訪問自己參數(shù)列表之外或全局命名空間里的參數(shù)。lambda函數(shù)看起來只能寫一行，卻不等同于C或C++的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，后者的目的是調(diào)用小函數(shù)時不占用棧內(nèi)存從而增加運行效率。用匿名函數(shù)有個好處，因為函數(shù)沒有名字，不必擔(dān)心函數(shù)名沖突。此外，匿名函數(shù)也是一個函數(shù)對象，也可以把匿名函數(shù)賦值給一個變量，再利用變量來調(diào)用該函數(shù)：
>>> f = lambda x: x * x
>>> f
<function <lambda> at 0x101c6ef28>
>>> f(5)
25
同樣，也可以把匿名函數(shù)作為返回值返回，比如：
def build(x, y):
return lambda: x * x + y * y
了解更多，可以閱讀返回函數(shù)與閉包、裝飾器和偏函數(shù)
