Python def用法：定义函数并实现代码复用

一、什么是函数

函数是指为了完成特定任务、可以重复使用的一段程序代码，函数可以接受输入参数和返回输出结果，是编程语言中最基本的代码模块之一。

在Python中，使用“def”关键字定义，后面跟函数名和一对圆括号，圆括号中可以包括若干个参数。函数语法如下所示：

def func_name(arg1,arg2,...,argn):
    statement1
    statement2
    ...
    return [expression]

其中，def代表函数定义关键字；func_name为函数名，命名规则和变量命名规则相同；arg1~argn为函数参数，用逗号隔开；statement1和statement2为函数体，语句块可以包含零个或多个语句；return语句用来返回函数的结果，也可以省略。

二、函数的使用

函数的使用可以分为三个部分：函数的定义、函数的调用、函数的返回值。

1.函数的定义

在Python中定义一个函数，只需要使用def关键字即可，例如，定义一个求两个数之和的函数，代码如下：

def sum(a, b):
    return a + b

2.函数的调用

调用函数时，需要指定函数名，并且传入必要的参数。例如，调用上述函数sum()计算3+4的结果，代码如下：

c = sum(3, 4)
print(c)

执行结果为:

7

3.函数的返回值

函数执行完后，可以通过return语句返回一个值或一组值。例如，定义一个函数检查年份是否为闰年：

def is_leap(year):
    if (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or year % 400 == 0:
        return True
    else:
        return False

调用函数判断2000年是否是闰年：

b = is_leap(2000)
print(b)

执行结果为：

True

三、函数的参数传递

在Python中，函数的参数传递有两种方式：传值和传址。

1.传值

传值指的是将参数的值复制一份传递给函数，函数内部的操作不会影响调用函数时传递的参数本身。例如：

def change_num(num):
    num += 1
    print("内部：num=", num)
    
a = 1
change_num(a)
print("外部：a=", a)

执行结果为：

内部：num= 2
外部：a= 1

可以看到在函数内部修改num的值对参数a没有任何影响。

2.传址

传址指的是将参数的地址传递给函数，函数内部操作会影响调用函数时传递的参数本身。Python中默认情况下，所有参数都是传址。

例如，定义一个将列表中的元素加1的函数：

def add_one(lst):
    for i in range(len(lst)):
        lst[i] += 1
    print("内部：lst=", lst)
    
b = [1, 2, 3]
add_one(b)
print("外部：b=", b)

执行结果为：

内部：lst= [2, 3, 4]
外部：b= [2, 3, 4]

在函数内部修改了列表lst，对参数b也产生了影响。

四、函数的参数类型

Python中的函数参数类型可以分为四种：位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数。

1.位置参数

位置参数是最常用的一种参数类型，是指按照函数定义顺序传递参数，例如：

def foo(x, y):
    print("x=", x)
    print("y=", y)

foo(1, 2)

输出结果为：

x= 1
y= 2

2.默认参数

默认参数是指在函数定义时，给参数设置一个默认值。调用函数时，如果不传该参数，则使用默认值。例如：

def foo(x, y=2):
    print("x=", x)
    print("y=", y)

foo(1)
foo(1, 3)

执行结果为：

x= 1
y= 2
x= 1
y= 3

3.可变参数

可变参数是指传入的参数个数是可变的。在函数定义时使用*args表示可变参数，例如：

def foo(*args):
    for arg in args:
        print(arg)

foo(1, 2, 3)

执行结果为：

1
2
3

4.关键字参数

关键字参数是指在函数调用时，使用形如key=value的方式进行调用。在函数定义时使用**kwargs表示关键字参数，例如：

def foo(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(key, "=", value)

foo(name="Alice", age=18)

执行结果为：

name = Alice
age = 18

五、函数的嵌套调用

函数的嵌套调用是指在一个函数中调用另一个函数。例如，定义一个求两个数平方和的函数sum_of_squares()，并在另一个函数foo()中调用此函数：

def sum_of_squares(x, y):
    return x**2 + y**2

def foo(a, b):
    return sum_of_squares(a, b)

c = foo(3, 4)
print(c)

执行结果为：

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六、总结

函数是Python语言中非常重要的一种结构，可以让程序变得更加模块化和可复用。Python中通过def关键字定义函数，可以使用位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数进行函数参数传递，多种参数形式使得函数更加灵活。通过函数的嵌套调用，可以大大提高编程效率。