函数与模块

一、函数

（一）函数的定义

函数是将具有特定功能的代码封装成一个代码块，可以通过函数名进行调用，其主要作用是提升代码的复用性和可维护性。

def 函数名(参数列表):

"""文档字符串（可选）"""

函数体

return 返回值（可选）

o def：定义函数的关键字。

o 函数名：遵循标识符的命名规则。

o 参数列表：传递给函数的值，可有多个，用逗号分隔。

o 文档字符串：描述函数的功能、参数和返回值等。

o 函数体：函数的具体实现代码。

o return：返回函数的值，若没有return语句或return后无值，则返回None。

（二）函数的调用

通过函数名(实际参数)的方式调用函数。

（三）函数的参数

1. 位置参数：按参数位置传递值。

2. 默认值参数：定义函数时给参数设置默认值。

3. 关键字参数：调用函数时以“键=值”的形式传递参数，不需遵循位置顺序。

4. 可变参数：

o *args：以元组形式接收任意数量的位置参数。

o **kwargs：以字典形式接收任意数量的关键字参数。

（四）函数的返回值

使用return语句返回值，可返回任意类型数据，无return语句或无返回值时返回None。

（五）函数的作用域

o 局部作用域：函数内部定义的变量，仅在函数内部使用。

o 全局作用域：函数外部定义的变量，可在全局范围内使用。

o 内置作用域：Python内置的函数和变量。

（六）函数的高级用法

1. 匿名函数（lambda）：用lambda关键字定义，仅能写一行表达式。

lambda 参数列表: 表达式

2. 递归函数：函数内部调用自身。

3. 生成器函数：使用yield关键字，返回生成器对象，可迭代获取值。

二、模块

（一）模块的定义

模块是包含Python代码的文件，扩展名为.py，可定义函数、类和变量等，供其他程序导入使用。

（二）模块的导入

1. 导入整个模块：

import 模块名

2. 导入模块中的特定对象：

from 模块名 import 对象名

3. 导入模块并重命名：

import 模块名 as 别名

4. 导入多个模块：

import 模块1, 模块2

（三）模块的搜索路径

Python解释器按以下顺序搜索模块：

1. 当前目录。

2. PYTHONPATH环境变量指定的路径。

3. Python标准库路径。

4. 已安装的第三方库路径。

（四）模块的内置函数

o dir(模块名)：返回模块中定义的所有名称的列表。

o help(模块名)：显示模块的帮助文档。

（五）创建自定义模块

1. 创建.py文件，在文件中定义函数、类和变量等。

2. 在其他文件中用import语句导入该模块。

（六）标准库和第三方库

1. 标准库：Python自带的库，无需安装，如os、sys、math等。

2. 第三方库：需手动安装的库，如numpy、pandas、django等，可用pip工具安装。

（七）包

o 包是包含多个模块的目录，目录中必须有__init__.py文件（可为空）。

o 可用.操作符导入包中的模块。

三、实例

（一）函数实例

# 计算阶乘的函数

def factorial(n):

"""计算一个数的阶乘"""

if n < 0:

return None

result = 1

for i in range(1, n + 1):

result *= i

return result

print(factorial(5)) # 输出120

（二）模块实例

1. 创建一个模块mymodule.py：

# mymodule.py

def add(a, b):

"""加法函数"""

return a + b

def subtract(a, b):

"""减法函数"""

return a - b

2. 在另一个文件中导入并使用该模块：

# 导入模块

import mymodule

# 使用模块中的函数

print(mymodule.add(3, 5)) # 输出8

print(mymodule.subtract(10, 4)) # 输出6