Python函数使用
函数是 Python 中最重要的代码组织单元。本篇涵盖函数定义、参数类型、作用域、闭包，以及现代 Python 的类型注解用法。
函数基础
定义与调用
def greet(name: str) -> str:
"""返回问候语。"""
return f"Hello, {name}!"
print(greet("Alice")) # Hello, Alice!函数体由 def 关键字、函数名、参数列表、冒号、函数体、可选的 return 组成。
- 没有
return或只写return时，函数返回None。 - 用
"""..."""写 docstring（文档字符串），可用help(greet)查看。
多返回值
def min_max(lst: list[int]) -> tuple[int, int]:
return min(lst), max(lst)
lo, hi = min_max([3, 1, 4, 1, 5, 9])
print(lo, hi) # 1 9Python 实际上返回一个元组，调用处解包。
参数类型
位置参数与关键字参数
def register(name: str, age: int, city: str = "北京") -> None:
print(f"{name}，{age} 岁，来自 {city}")
register("Alice", 25) # 按位置
register("Bob", age=30, city="上海") # 关键字参数可打破顺序
register("Carol", 22, "广州")可变位置参数 *args
def add(*numbers: int) -> int:
return sum(numbers)
print(add(1, 2, 3, 4)) # 10
# *args 在调用时展开序列
nums = [1, 2, 3]
print(add(*nums)) # 6可变关键字参数 **kwargs
def build_url(host: str, **params: str) -> str:
query = "&".join(f"{k}={v}" for k, v in params.items())
return f"{host}?{query}" if query else host
print(build_url("example.com", page="1", sort="name"))
# example.com?page=1&sort=name
# **kwargs 在调用时展开字典
options = {"page": "2", "size": "20"}
print(build_url("api.example.com", **options))参数顺序规则
完整参数顺序：位置参数 → 默认参数 → *args → 命名关键字参数 → **kwargs
def func(pos1, pos2, default="x", *args, kw_only, **kwargs):
print(pos1, pos2, default, args, kw_only, kwargs)
func(1, 2, "y", 3, 4, kw_only="z", extra=99)
# 1 2 y (3, 4) z {'extra': 99}仅位置参数 /（Python 3.8+）
def circle_area(radius: float, /, *, precision: int = 2) -> float:
import math
return round(math.pi * radius ** 2, precision)
circle_area(5) # radius 只能按位置传
circle_area(5, precision=4) # precision 只能按关键字传
# circle_area(radius=5) # TypeError/ 左边的参数只能按位置传，* 右边的参数只能按关键字传。
作用域（LEGB 规则）
Python 按 Local → Enclosing → Global → Built-in 顺序查找名称：
x = "global"
def outer():
x = "enclosing"
def inner():
x = "local"
print(x) # local
inner()
print(x) # enclosing
outer()
print(x) # globalglobal 与 nonlocal
counter = 0
def increment() -> None:
global counter # 声明修改全局变量
counter += 1
def make_counter():
count = 0
def inc():
nonlocal count # 声明修改外层函数的变量
count += 1
return count
return inc
c = make_counter()
print(c(), c(), c()) # 1 2 3闭包
闭包是引用了外层函数变量（自由变量）的内嵌函数，即使外层函数已返回，自由变量仍然存活：
def multiplier(factor: int):
def multiply(x: int) -> int:
return x * factor # factor 是自由变量
return multiply
double = multiplier(2)
triple = multiplier(3)
print(double(5)) # 10
print(triple(5)) # 15
# 查看自由变量
print(double.__closure__[0].cell_contents) # 2常见用途：工厂函数、延迟计算、保存状态（类的轻量替代）。
函数对象
Python 中函数是一等对象，可以赋值、作为参数传递、作为返回值：
def apply(func, values: list) -> list:
return [func(v) for v in values]
print(apply(str.upper, ["hello", "world"]))
# ['HELLO', 'WORLD']
# 存入字典（策略模式）
ops = {
"add": lambda x, y: x + y,
"sub": lambda x, y: x - y,
"mul": lambda x, y: x * y,
}
print(ops["add"](3, 4)) # 7类型注解（推荐）
Python 3.5+ 支持类型注解，配合 mypy / pyright 可进行静态类型检查：
from typing import Callable, Optional
from collections.abc import Sequence
def transform(
data: Sequence[int],
func: Callable[[int], int],
default: Optional[int] = None,
) -> list[int]:
"""对序列中每个元素应用 func 变换。"""
return [func(x) for x in data] if data else ([default] if default else [])
# Python 3.10+ 简写 Union
def parse(value: int | str | None) -> str:
if value is None:
return "null"
return str(value)常用内置函数
nums = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
# 排序（返回新列表）
print(sorted(nums)) # 升序
print(sorted(nums, reverse=True)) # 降序
print(sorted(["banana", "apple"], key=len)) # 按长度排序
# map / filter（返回迭代器）
doubled = list(map(lambda x: x * 2, nums))
evens = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, nums))
# zip（多序列并行迭代）
for a, b in zip([1, 2, 3], ["x", "y", "z"]):
print(a, b)
# enumerate（带索引迭代）
for i, v in enumerate(nums, start=1):
print(f"{i}: {v}")
# any / all
print(any(x > 8 for x in nums)) # True
print(all(x > 0 for x in nums)) # True最后更新于