一鍵掌握：Python 函數(shù)聲明與調(diào)用的 20 個(gè)優(yōu)秀實(shí)踐
今天我們要一起探索的是Python世界中的一塊基石——函數(shù)！想象一下，像魔術(shù)師一樣，輕輕一揮手，復(fù)雜的任務(wù)就被封裝成簡(jiǎn)潔的命令，這就是函數(shù)的魅力。下面，讓我們用最接地氣的方式，揭開(kāi)它的神秘面紗，掌握那些讓代碼飛起來(lái)的20個(gè)小技巧。
1. 基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)：Hello, Function!
def say_hello(name="World"):
print(f"Hello, {name}!")
say_hello("Pythonista") # 輸出: Hello, Pythonista!解密：def是定義函數(shù)的關(guān)鍵詞，say_hello是函數(shù)名，括號(hào)內(nèi)是參數(shù)，如果沒(méi)有提供參數(shù)，就用默認(rèn)值。
2. 參數(shù)傳遞：位置VS關(guān)鍵字
def greet(firstName, lastName):
print(f"Hi, I'm {firstName} {lastName}")
greet(lastName="Smith", firstName="John") # 明確指定參數(shù)名小貼士：通過(guò)名字指定參數(shù)，讓代碼更易讀，特別是參數(shù)多時(shí)。
3. *args 和 **kwargs：無(wú)限參數(shù)的秘密
def super_greet(*names): # *args 收集位置參數(shù)
for name in names:
print(f"Hello, {name}!")
super_greet("Alice", "Bob", "Charlie") # 多個(gè)名字一次性處理
def versatile_greet(**details): # **kwargs 收集關(guān)鍵字參數(shù)
for key, value in details.items():
print(f"{key.title()}: {value}")
versatile_greet(age=25, city="New York") # 關(guān)鍵信息一網(wǎng)打盡神奇之處：*args和**kwargs讓你的函數(shù)可以接受任意數(shù)量的參數(shù)，超級(jí)靈活！
4. 返回值不只是一個(gè)
def multiple_returns():
return "Success", 200
result, status = multiple_returns()
print(result, status) # 輸出: Success 200多才多藝：函數(shù)可以返回多個(gè)值，其實(shí)是以元組的形式返回的。
5. 文檔字符串：讓代碼會(huì)說(shuō)話
def calculate_area(radius):
"""
計(jì)算圓的面積。
參數(shù):
radius (float): 圓的半徑
返回:
float: 圓的面積
"""
import math
return math.pi * radius**2
print(calculate_area.__doc__) # 查看文檔字符串文明交流：良好的文檔字符串是團(tuán)隊(duì)合作的潤(rùn)滑劑，也是自我復(fù)習(xí)的好幫手。
6. 默認(rèn)參數(shù)的坑
def append_to_list(item, my_list=[]):
my_list.append(item)
return my_list
print(append_to_list(1)) # [1]
print(append_to_list(2)) # 注意！這里會(huì)是 [1, 2]，不是預(yù)期的 [2]警告：默認(rèn)參數(shù)在函數(shù)定義時(shí)就初始化了，多次調(diào)用時(shí)會(huì)保留之前的值，小心這個(gè)陷阱。
7. 變量作用域：誰(shuí)能訪問(wèn)我？
x = "global"
def scope_test():
x = "local"
print(x) # local
scope_test()
print(x) # global名字游戲：在函數(shù)內(nèi)部定義的變量默認(rèn)是局部的，不會(huì)影響到外部的同名變量。
8. 非局部變量的修改
y = 10
def modify_outer():
global y # 告訴Python你想修改外部的y
y = 20
modify_outer()
print(y) # 輸出: 20特權(quán)操作：使用global關(guān)鍵字可以讓函數(shù)內(nèi)部修改全局變量，但要謹(jǐn)慎使用。
9. 閉包：函數(shù)內(nèi)的函數(shù)
def counter():
count = 0
def increment():
nonlocal count
count += 1
return count
return increment
my_counter = counter()
print(my_counter()) # 1
print(my_counter()) # 2內(nèi)外有別：閉包允許內(nèi)部函數(shù)訪問(wèn)并修改外部函數(shù)的變量，而外部函數(shù)返回的是內(nèi)部函數(shù)的引用。
10. 裝飾器：給函數(shù)穿上花衣
def my_decorator(func):
def wrapper():
print("Something is happening before the function is called.")
func()
print("Something is happening after the function is called.")
return wrapper
@my_decorator
def say_hello():
print("Hello!")
say_hello()裝飾生活，裝飾函數(shù)：裝飾器是Python的一大特色，它可以在不修改原函數(shù)代碼的情況下增加新功能。
高級(jí)使用場(chǎng)景
11. 遞歸：自己調(diào)用自己的藝術(shù)
def factorial(n):
if n == 1:
return 1
else:
return n * factorial(n-1)
print(factorial(5)) # 輸出: 120無(wú)限循環(huán)的智慧：遞歸是解決某些問(wèn)題的強(qiáng)大工具，但要注意避免無(wú)限循環(huán)，確保有一個(gè)清晰的終止條件。
12. 匿名函數(shù)lambda：簡(jiǎn)潔之美
double = lambda x: x * 2
print(double(5)) # 輸出: 10
squared = lambda x: x**2
numbers = [1, 2, 3]
print(list(map(squared, numbers))) # 輸出: [1, 4, 9]一閃即逝的美：lambda函數(shù)適合簡(jiǎn)單的操作，它們無(wú)需定義即可使用，非常適合用在高階函數(shù)中。
13. map()函數(shù)：批量操作的藝術(shù)
def square(n):
return n*n
numbers = [1, 2, 3, 4]
squared_numbers = list(map(square, numbers))
print(squared_numbers) # 輸出: [1, 4, 9, 16]
# 或者用lambda簡(jiǎn)化
simplified = list(map(lambda x: x*x, numbers))
print(simplified) # 同上批量處理好幫手：map函數(shù)對(duì)序列的每個(gè)元素應(yīng)用指定函數(shù)，返回一個(gè)迭代器對(duì)象，通常轉(zhuǎn)換為列表使用。
14. filter()函數(shù)：篩選高手
def is_even(n):
return n % 2 == 0
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
even_numbers = list(filter(is_even, numbers))
print(even_numbers) # 輸出: [2, 4, 6]
# 簡(jiǎn)化版
even_with_lambda = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))
print(even_with_lambda) # 同上只選對(duì)的：filter函數(shù)根據(jù)提供的函數(shù)來(lái)篩選序列中的元素，返回一個(gè)迭代器，同樣常用list轉(zhuǎn)換。
15. reduce()函數(shù)：累積計(jì)算的秘密武器
from functools import reduce
def accumulator(acc, item):
return acc + item
numbers = [1, 2, 3, 4]
sum_of_numbers = reduce(accumulator, numbers, 0)
print(sum_of_numbers) # 輸出: 10
# 或用lambda簡(jiǎn)化
sum_with_lambda = reduce(lambda acc, item: acc + item, numbers, 0)
print(sum_with_lambda) # 同上累積力量：reduce將一個(gè)函數(shù)應(yīng)用于序列的所有元素，累積結(jié)果，非常適合求和、乘積等操作。
16. 偏函數(shù)partial：定制化的便捷
from functools import partial
def power(base, exponent):
return base ** exponent
square = partial(power, exponent=2)
print(square(5)) # 輸出: 25
cube = partial(power, exponent=3)
print(cube(3)) # 輸出: 27定制你的函數(shù)：偏函數(shù)可以固定原函數(shù)的部分參數(shù)，生成新的函數(shù)，非常適用于需要多次調(diào)用且參數(shù)變化不大的場(chǎng)景。
17. 遞歸優(yōu)化與尾遞歸
# 注意：Python標(biāo)準(zhǔn)解釋器不直接支持尾遞歸優(yōu)化
def factorial_tail(n, accumulator=1):
if n == 1:
return accumulator
else:
return factorial_tail(n-1, n*accumulator)
print(factorial_tail(5)) # 輸出: 120尾聲：雖然Python沒(méi)有內(nèi)置的尾遞歸優(yōu)化，理解尾遞歸的概念對(duì)理解函數(shù)調(diào)用棧很有幫助。
18. 閉包進(jìn)階：數(shù)據(jù)封裝
def counter_maker():
count = 0
def increment():
nonlocal count
count += 1
return count
return increment
counter1 = counter_maker()
counter2 = counter_maker()
print(counter1(), counter1()) # 輸出: 1 2
print(counter2(), counter2()) # 輸出: 1 2工廠模式：閉包可以用來(lái)創(chuàng)建具有獨(dú)立狀態(tài)的函數(shù)，類(lèi)似于面向?qū)ο笾械膶?shí)例。
19. 高階函數(shù)：函數(shù)的函數(shù)
def apply_operation(func, a, b):
return func(a, b)
add = lambda x, y: x + y
subtract = lambda x, y: x - y
print(apply_operation(add, 5, 3)) # 輸出: 8
print(apply_operation(subtract, 5, 3)) # 輸出: 2函數(shù)的魔力：高階函數(shù)可以接受函數(shù)作為參數(shù)或返回函數(shù)，這是函數(shù)式編程的核心概念。
20. 裝飾器進(jìn)階：帶參數(shù)的裝飾器
def repeat(n):
def decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
for _ in range(n):
func(*args, **kwargs)
return wrapper
return decorator
@repeat(3)
def say_hello():
print("Hello!")
say_hello() # 輸出: Hello! Hello! Hello!裝飾器的新維度：帶參數(shù)的裝飾器讓裝飾器本身也變得靈活，可以根據(jù)需要調(diào)整行為。
至此，我們探索了Python函數(shù)從基礎(chǔ)到進(jìn)階的20個(gè)最佳實(shí)踐，每一個(gè)點(diǎn)都是打開(kāi)新視野的鑰匙。
