函数创建&调用

介绍— “去吧，愿你一生平安，桥都稳固，隧道都光明”

函数是一段可重复使用的、封装好的代码块，可以在代码的不同位置随时调用，它接受输入合规的参数，可以执行特定的任务，或者返回一个想要的结果。

假如有一个糕点师傅正在制作糕点，那么函数就可以想象为制作糕点的烤箱，在烤箱中放入奶油、面粉、糖等原材料就可以制作出美味的糕点，这些原材料可以想象为传递给函数的参数，制作出来的糕点就是这个函数输出的结果。

函数可以理解为把内容输入给一个黑匣子，让它内部处理消化，然后输出我们想要的内容。

在 Python 中，函数具有以下几个特点：

特点	描述
模块化	函数是将一段代码块封装起来，形成一个独立的模块，让程序结构更清晰。
灵活性	函数将复杂的问题分解为更小的单元，可以根据不同的需求，调整函数的行为和输出结果。
易管理	不同的函数负责不同的任务，可以将所有的函数放在单独的文件中，使主程序更加简洁易读。

像我们之前一直接触到的 print 函数就是一个封装好的函数，用于将内容打印在输出框中。

函数的创建和调用

在 Python 中，创建一个函数通常会用到以下几个要素：def 关键词和参数和函数主体和返回值。其中，参数和返回值可以根据情况选择是否省略。

名称	描述
def 关键词	用于定义函数名称，使用def关键词后向程序声明要创建一个新的函数。
参数	参数是函数的输入值，它是函数执行任务所需的信息。参数可以是一个或多个，也可以没有。
函数主体	函数主体是函数定义中的代码块。它是函数的实际执行部分。
返回值	函数可以有返回值，用于返回函数执行的结果，当函数执行到 return 时，函数将停止执行。

在程序中，函数的写法结构如下：

# 使用 def 定义函数名称，后面传入参数，可以传入一个或者多个，也可以不传

def 函数名(参数1,参数2，参数3,·······):

# 函数主体

·······

# 返回结果

return 待返回的结果

函数的调用可以通过函数名称后跟一对括号完成，括号内可以传递函数所需的参数。

来看一个简单的示例方便理解：

【示例】我们来创建一个简单的函数，这个函数不传入任何参数，不返回任何结果

# 定义一个 print_hello 函数

def print_hello():

# 输出一段话

print('Hello World')

# 调用这个创建好的函数

print_hello()

运行代码，结果如下：

Hello World

这个函数没有参数也没有 return 的值，只是单纯的完成了输出 Hello World 这段话到输出框中，这是一个最基础的函数创建的示例，因为函数在创建时没有设定传入参数，所以这个函数在调用时无法传入任何参数，所以括号中是空的，下面我们来看带参数的函数。

【示例】我们创建一个带参数的函数

# 定义一个 welcome_someone 函数

def welcome_someone(name):

# 根据输入的参数整理出一段话

word = "你好" + name + '!'

print(word)

print('欢迎您来到这里！')

# 调用这个创建好的函数，输入参数

welcome_someone('牧旗')

运行代码，结果如下：

你好牧旗!
欢迎您来到这里！

我们换一个名字试一下：

welcome_someone('小明')

运行代码，结果如下：

你好小明!
欢迎您来到这里！

可以看出，我们创建的函数 可以根据传入的参数变化，输出不同的内容，这就是函数中参数的作用，可以根据使用者的需求，灵活变化想要的过程和结果。

下面我们看一个带 return 返回值的例子：

【示例】我们创建一个可以计算三角形面积的函数

# 定义一个 triangle_area 函数计算三角形面积，设定传入的参数是底和高

def triangle_area(bottom,height):

# 三角形的面积是底乘高除2

area = bottom * height * 0.5

return area

# 调用这个创建好的函数，输入底和高

my_area = triangle_area(6,8)

# 输出结果

print('三角形的面积是：',my_area)

运行代码，结果如下：

三角形的面积是： 24.0

在这个示例中，我们定义的 triangle_area 函数接收两个参数，并使用了 return 返回了一个值，因为有了 return ，所以后面调用 triangle_area 函数的时候会有一个结果，我们将这个结果赋予给变量 my_area 就可以在后面调用了。

最开始的两个示例中并没有 return 存在，所以没有返回任何值，如果将没有 return 的函数赋给变量，那么这个变量将会是空值。

参数的使用

函数的参数是用于接收函数调用时传递给函数的值。当定义函数时，我们可以在函数名后面的圆括号中定义参数。这些参数允许我们在函数内部使用调用函数时提供的值。

调用参数

在 Python 中，当函数创建好之后，参数有两种方式可以进行调用，一种是 按照对应位置传入参数，一种是 使用关键词参数。

按照对应位置传入参数是指在调用函数时，按照函数设定的参数顺序写入参数值，使用关键词参数是指调用函数时，向参数名称进行赋值，这样就不需要按照顺序来传参了。

让我们通过一个简单的示例来理解这两种方式的含义和区别：

# 定义一个函数计算两个数的和

def add(x,y):

# 计算输入的参数的和

result = x + y

return result

# 方式一：按照函数定义时的参数顺序输入参数

number = add(1,2)

# 方式二：使用关键词传入参数，有一一对应关系，这样就不需要按照顺序来传

number = add(x = 1, y = 2)

定义参数

在上面的教程中我们了解到了两种调用函数的方式，一种是 按照对应位置传入参数，一种是 使用关键词参数 这两种调用方式，在定义参数时有以下几种方法可以进行选择：

名称	描述
默认参数	函数创建者可以在函数中提前对参数进行赋值，如果使用者没有指定参数则会自动使用这个默认值。
可变参数	函数创建者在不确定使用者传入的参数数量时，可以设定可变参数变量，允许函数接受任意数量的参数。
可变关键词参数	函数创建者在不确定使用者传入的关键字参数数量时，可以设定可变关键词参数，允许函数接受任意数量的关键词参数。

默认参数

默认参数是在函数定义时指定的参数默认值，如果在函数调用时没有传递该参数的值，则会按照默认值来赋予给这个参数。

# 定义一个函数计算一个数除另一个数

def div(a,b = 10):

    # 计算输入的参数的和

    result = a / b

    return result

# 如果不传入参数 b ，那就会默认按照 b 的默认值 10 来计算

result1 = div(a = 10)

# 如果传入参数 b ，那就会按照传入的 b 值计算

result2 = div(a = 10, b = 5)

# 输出结果

print(result1)

print(result2)

运行代码，结果如下：
```
1.0
2.0
```
可变参数

可变参数允许函数接受任意数量的参数，不限制使用者传入的参数数量，函数内部会将传递的多个参数作为一个元组处理。函数定义可变参数时使用特殊符号 * 表示。

# 定义一个函数计算传入的多个参数的总和

def add(*number):

    # 计算元组的总和，number 是一个元组的数据结构

    result = sum(number)

    return result

# 任意输入一堆参数测试

result1 = add(1,3,5)

# 任意输入一堆参数测试

result2 = add(2,4,8,12,14,20,25)

# 输出结果

print(result1)

print(result2)

运行代码，结果如下，可见无论我们输入多少参数，这个函数都是可以接受的。
```
9
85
```
可变关键词参数

可变关键词参数允许函数接受任意数量的关键字参数，并将这些参数作为一个字典进行处理。在函数定义时，可以使用特殊符号 ** 来表示关键字可变参数。

# 定义一个函数计算传入的多个关键词参数

def my_info(**info):

    # 用户输入的关键词会被转换为一个字典数据结构

    for key,value in info.items():

        print(key,value)

# 任意输入一堆参数测试

my_info(name='牧旗教程',age=27,school='浙江大学')

print('---------------------------')

# 任意输入一堆参数测试

my_info(smoke=False,hobby='游泳',education='研究生')

运行代码，结果如下：
```
name 牧旗教程
age 27
school 浙江大学
---------------------------
smoke False
hobby 游泳
education 研究生
```

函数作用域

函数作用域指的是在程序中定义的变量的使用范围。比如 变量在该函数内部定义时只能在函数内部使用，在函数外部不可访问 ，第一次读到这个概念的新手可能有点懵，但是看完后面的例题后就会有所了解，在 Python 中，有以下两种类型的作用域：

局部作用域

局部作用域是指在函数内部定义的变量，只能在函数内部访问，并且在函数执行结束后被销毁，只在函数内部有效。这就意味着其他函数或全局变量无法直接访问或修改该内部变量。

来看一个简单的示例方便理解：

【示例】在函数外面定义一个变量，然后在函数内部试着修改这个变量，看看效果

# 定义一个变量

my_value = 10

# 定义一个函数，在内部定义一个变量

def my_function():

my_value = 20

print(my_value)

# 输出定义好的变量

print(my_value)

# 调用我们定义好的函数

my_function()

运行代码，结果如下：
```
10
20
```
【分析】可以看出，我们运行程序后输出 my_value 的变量结果依然是 10 ，说明函数中修改 my_value 变量并没有影响到外部的 my_value 变量，也就是说函数里的变量和函数外部的变量是没有关系的
全局作用域

在函数外部定义的变量属于全局作用域，可以在整个程序中访问。

如果在函数中想修改全局变量，需要用到 global 关键词。

来看一个简单的示例方便理解：

【示例】在函数外面定义一个全局变量，然后创建一个函数，内部使用 global 关键词修改这个变量，看看效果。

# 定义一个全局变量

my_value = 10

# 定义一个函数，在内部使用 global 修改全局变量

def my_function():

    # 声明 my_value 变量为全局变量，不再是局部变量

    global my_value

    # 修改全局变量

    my_value = 20

# 输出定义好的变量

print(my_value)

# 调用函数

my_function()

# 再次输出定义好的变量

print(my_value)

运行代码，结果如下：
```
10
20
```
【分析】可以看出，在使用第一个 print(my_value) 输出变量时，结果是 10 ，在运行 my_function() 功能函数后输出变量的结果是 20，说明 my_function() 函数修改了外部的 my_value 变量，这就是 global 关键词发挥的作用。

例题

【例题1】编写一个函数，用于根据各科的成绩分数计算平均分，并根据得分判断分级，允许用户同时录入多个科目得分和其他信息。

【分析】这个例题涉及到了函数、条件判断、循环的相关知识，在设定程序的时候使用可变参数和可变关键词参数，允许用户输入多个科目的成绩和自定义信息。

# 规定输入姓名，输入任意数量的分数，任意数量的其他信息

def report(name,*scores,**other_info):

print('--------开始生成报告---------')

# 输出姓名

print('姓名：',name)

print('-----------------')

# 输出个人其他信息

for key, value in other_info.items():

print(str(key)+":"+str(value))

print('-----------------')

# 计算平均分

score = sum(scores)/len(scores)

print('您的平均分是'+str(score)+'分')

# 根据平均分判断成绩分级

if 90 <= score :

result = '优秀'

elif 80 <= score < 90 :

result = '良好'

elif 70 <= score < 80 :

result = '及格'

else :

result = '不及格'

# 输出成绩和分级结果

for i in range(0,len(scores)):

print("科目"+str(i+1)+"的分数是:"+ str(scores[i])+"分")

print("您的成绩分级是" + result)

这样我们就完成定义了我们想要的函数，接下来我多次调用这个函数，并按照规则输入参数来试试：

report('李明',80,80,90,78,90,姓别='男',年级='高三',班级='二班')

report('王华',89,82,94,70,80,姓别='女',学校='阳光高中',政治面貌='团员')

report('小红',71,82,84,姓别='女',出生年月='20010502')

运行代码，结果如下：

--------开始生成报告---------
姓名： 李明
-----------------
姓别:男
年级:高三
班级:二班
-----------------
您的平均分是83.6分
科目1的分数是:80分
科目2的分数是:80分
科目3的分数是:90分
科目4的分数是:78分
科目5的分数是:90分
您的成绩分级是良好
--------开始生成报告---------
姓名： 王华
-----------------
姓别:女
学校:阳光高中
政治面貌:团员
-----------------
您的平均分是90.0分
科目1的分数是:89分
科目2的分数是:82分
科目3的分数是:94分
科目4的分数是:90分
科目5的分数是:95分
您的成绩分级是优秀
--------开始生成报告---------
姓名： 小红
-----------------
姓别:女
出生年月:20010502
-----------------
您的平均分是79.0分
科目1的分数是:71分
科目2的分数是:82分
科目3的分数是:84分
您的成绩分级是及格