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【复制粘贴即可运行】Python函数创建大师课：从def基础到高级应用

要在电脑上通过命令提示符或 PowerShell 运行 Python，需要先下载并安装 Python。
如果你还没有安装，请参考Python安装与开发环境配置一文来完成安装。

在制作网站或开发应用程序时，你是否经常遇到这样的情况：“咦，这段代码我刚才是不是写过？”……这种情况很常见吧。要轻松解决这种“重复劳动”，我们今天介绍的Python“函数”就能派上用场。

本文旨在让编程初学者也能安心学习，将通过大量示例代码，从Python函数的基本创建方法到便捷的高级技巧进行解说。关键词是“复制粘贴即可运行”。让我们先把复杂的理论放一边，首先体验一下“自己写的代码成功运行！”的乐趣吧！

到底什么是Python的“函数”？

要形象地理解函数，把它想象成“自动售货机”可能是最简单的。

就像这样，函数就是“将特定工作（处理）打包在一起的东西”。一旦创建好，之后就可以像按按钮一样多次调用它来完成同样的工作。这样做的好处是代码更短、更简洁，修改起来也更方便。

在Python中，我们使用名为def的命令语句（def语句）来创建函数。那么，我们马上来看看具体的创建方法吧！

【基础篇】Python函数的创建与使用

首先从最基础的开始。让我们来创建一个既没有参数也没有返回值的最简单的函数。

1. 基本语法：使用def定义函数

创建函数时，以def 函数名():的形式开头，下一行开始通过缩进（空出几个格）来编写处理内容。这里，我们来创建一个只显示“你好！”的简单函数say_hello。 

# 1. 定义函数
def say_hello():
  print("你好！")

# 2. 调用函数
say_hello()

运行结果: 

你好！

重点在于，仅仅定义（创建）了函数是不会发生任何事情的。只有像say_hello()这样写出函数名并加上括号，函数才会被调用，内部的处理才会执行。

2. 试着使用参数

接下来，让我们试用一下相当于自动售货机中“钱币”的“参数”。通过使用参数，可以从外部向函数传递信息，从而改变处理内容。

这里，我们创建一个根据给定的名字返回问候语的函数greet。像def greet(name):这样，在括号中放入变量名（本例中为name），它就成为了参数。 

# 定义一个接收参数的函数
def greet(name):
  print(f"你好，{name}！")

# 调用函数时，传递具体的值作为参数
greet("小明")
greet("小红")

运行结果: 

你好，小明！
你好，小红！

就像这样，只需改变作为参数传递的值，同一个函数就能灵活地改变结果。

3. 通过返回值获取结果

这次轮到相当于自动售货机“饮料”的“返回值”了。当你想将函数内计算的结果等返回给函数的调用者时，就会使用它。要返回一个值，我们使用return语句。

让我们创建一个接收两个数值并返回它们之和的add函数吧。 

# 接收两个参数并返回其和的函数
def add(a, b):
  total = a + b
  return total # 使用return语句返回结果

# 调用函数，并将返回值保存在变量result中
result = add(5, 3)

print(f"5 + 3 的计算结果是 {result}。")

运行结果: 

5 + 3 的计算结果是 8。

当add(5, 3)被执行时，函数内部会计算total = 8，然后这个值8会通过return返回给函数的调用者。接着，返回的8被赋值给变量result。

通过使用return而不是直接用print()显示，计算结果可以被用于进一步的处理，这非常方便。

【应用篇】更便捷的函数使用方法

掌握了基础之后，让我们来看看更深入的应用方法。掌握了这些，你就能写出更灵活、更高效的代码。

1. 默认参数：没有参数也没关系！

在调用函数时，有时我们希望可以省略某些参数。在这种情况下，“默认参数”就非常方便了。我们可以像def 函数名(参数名="默认值"):这样，预先设定好初始值。 

# 为第二个参数lang设置默认值 "zh"
def greet_language(name, lang="zh"):
  if lang == "ja":
    message = f"{name}さん、こんにちは！" # 日语：你好，{name}！
  elif lang == "en":
    message = f"Hello, {name}!"
  elif lang == "zh":
    message = f"你好，{name}！"
  else:
    message = "未指定语言。"
  
  return message

# 省略第二个参数（将使用默认值 "zh"）
print(greet_language("王伟"))

# 指定第二个参数
print(greet_language("John", lang="en"))

运行结果: 

你好，王伟！
Hello, John!

像greet_language("王伟")这样省略参数时，系统会自动将其作为lang="zh"处理，因此会输出中文问候语。非常方便吧！

2. 关键字参数：不担心参数顺序

当参数变多时，记住它们的顺序会变得很麻烦。使用“关键字参数”，你可以通过参数名=值的形式来指定，因此不必担心顺序问题。 

def create_user_profile(name, age, country):
  return f"姓名: {name}, 年龄: {age}岁, 国家: {country}"

# 按顺序指定参数
profile1 = create_user_profile("张伟", 30, "中国")
print(profile1)

# 使用关键字参数并调换顺序指定
profile2 = create_user_profile(country="美国", name="Emily", age=25)
print(profile2)

运行结果: 

姓名: 张伟, 年龄: 30岁, 国家: 中国
姓名: Emily, 年龄: 25岁, 国家: 美国

使用关键字参数的另一个好处是，代码的可读性会提高，因为哪个值传递给了哪个参数一目了然。

【体验角】在浏览器中运行的Python函数

最后，各位Web开发者们，让我们来尝试仅用大家熟悉的HTML文件来运行Python吧！ 完整复制下面的代码，将其保存为index.html之类的文件名，然后在浏览器中打开它。一个能根据你输入的文字返回问候语的简单Web应用就完成了。

这是使用一种名为PyScript的技术，在HTML文件中直接运行Python代码。无需任何复杂的设置。请务必体验一下“复制粘贴即可运行”的乐趣！ 

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>在浏览器中体验Python函数！</title>
  <!-- 加载 PyScript -->
  <link rel="stylesheet" href="https://pyscript.net/releases/2024.1.1/core.css">
  <script type="module" src="https://pyscript.net/releases/2024.1.1/core.js"></script>
  <style>
    body { font-family: sans-serif; padding: 2em; line-height: 1.6; }
    input { padding: 8px; font-size: 1em; }
    button { padding: 8px 16px; font-size: 1em; cursor: pointer; }
    #output { margin-top: 1em; font-weight: bold; font-size: 1.2em; color: #2c3e50; }
  </style>
</head>
<body>

  <h1>问候语生成器</h1>
  <p>请输入您的名字并点击按钮。</p>

  <input id="user-name" type="text" placeholder="输入名字...">
  <button py-click="generate_greeting">生成问候语</button>
  
  <div id="output"></div>

  <py-script>
    from pyscript import document

    # ★在这里定义Python函数★
    def create_greeting_message(name):
      # 如果名字为空，则返回默认问候语
      if not name:
        return "请输入您的名字！"
      # 如果有名字，则返回使用该名字的问候语
      return f"欢迎来到网络世界，{name}！"

    # 按钮被点击时执行的函数
    def generate_greeting(event):
      # 从input元素获取用户输入
      input_element = document.querySelector("#user-name")
      user_name = input_element.value
      
      # 使用上面定义的函数创建问候消息
      message = create_greeting_message(user_name)
      
      # 将消息写入用于显示的div元素中
      output_div = document.querySelector("#output")
      output_div.innerText = message
  </py-script>

</body>
</html>

使用函数时应注意的事项

函数非常强大，但为了正确使用，有几点需要注意。

  1. 缩进是生命！
    在Python中，缩进（indentation）代表代码块。def之后的处理必须始终使用相同数量的空格（通常是4个）进行缩进。如果缩进不一致，会导致错误。
  2. 取一个易于理解的函数名
    函数名应该能够让人一眼就看出该函数“做什么”。例如，包含动词的名字如add或create_user_profile是常见的做法。不好的例子是像function1或proc这样看不出作用的名字。
  3. 注意变量的作用域
    在函数内部定义的变量（局部变量）不能在函数外部使用。这是一个重要的机制，可以防止函数无意中影响到外部。

让我们来看一个变量作用域的例子。 

def my_function():
  # local_variable 是一个只在 my_function 内部有效的局部变量
  local_variable = "这是函数内部的变量"
  print(local_variable)

# 执行函数
my_function()

# 尝试从函数外部访问 local_variable 会导致错误
# print(local_variable) # NameError: name 'local_variable' is not defined

运行结果: 

这是函数内部的变量

如果你去掉最后一行print(local_variable)的注释并运行它，就会发生NameError错误。这是因为local_variable在函数外部是不存在的。这种“影响范围受限”的特性，使得代码更安全、更易于管理。

总结：掌握函数，迈向编程新高度！

这次，我们通过大量可复制粘贴运行的代码，学习了从Python函数的基础到应用。

函数是编程中最基本、最重要的概念之一。它让你不再需要重复编写相同的处理，并极大地提高了代码的整体可读性。

首先，请尝试修改本文中的示例代码，创建你自己的函数。体验“成功运行”是进步的最快途径。

掌握了函数之后，要不要学习一下如何批量处理数据呢？下面的文章详细解说了Python中最常用的数据结构——“列表”和“字典”。

下一步：学习Python的列表、字典等数据结构

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