如何在 Python 中調用函數：終極指南

函數是編程中的一個基本概念，它使您能夠管理和重用代碼塊。了解如何在 Python 中調用函數是一項需要學習的關鍵技能。

在本教程中，您將學習調用函數的基礎知識，以及編寫更易於理解的高效代碼的一些技巧。

掌握函數不僅可以幫助您創建更通用的代碼，還可以簡化您的編程過程並提高您作為開發人員的整體效率。

函數具有相同的基本原理，一旦掌握了 Python 中的函數，與 Java、R、JavaScript、PHP 等其他編程語言相比，您將能夠擴展對函數的理解。

目錄

• 什麼是函數？
• 在 Python 中定義一個函數
  • 函數語法
  • 參數和參數
    • kwargs 參數
• 調用函數
  • 基本函數調用
  • 位置參數
  • 關鍵字參數
• 返回值
  • 單一返回值
  • 多個返回值
• 將 Python 函數作為參數傳遞
• 嵌套函數
• 拉姆達函數
• 遞歸
• 常見錯誤和故障排除
• 結論

什麼是函數？

Python 中的函數允許您創建可在整個程序中調用的可重用代碼片段，從而簡化代碼並提高可讀性。它執行特定任務或一組任務，並且可以在程序中多次調用。 

在 Python 中定義一個函數

Python 中主要有兩類函數：

• 用戶定義函數：程序員定義的函數，以避免代碼重複
• 內置函數：由其他人定義的函數，在安裝必要的包後可以在您的代碼中使用

Python 教程的這一部分重點介紹用戶定義的函數。你會學到：

• 如何在 Python 中定義一個函數
• 函數語法
• 如何使用參數和參數

函數語法

關鍵字def ，後跟函數名稱和括號，允許您在 Python 中定義函數。函數體是縮進的，包含調用函數時要執行的代碼。下面給出了 Python 中的一個基本函數的例子：

def greet(): print("Hello, World!") greet()

關鍵字def 定義了一個名為 greet 的新函數。第三行代碼調用函數，執行函數內部的代碼。

print上面代碼中的那一行也是一個函數。但是，如果您在 Python 2 環境中工作，則它被定義為一個語句。後來，在 Python 3 中，它從語句變成了函數。

參數和參數

參數是函數定義中的佔位符，而參數是調用函數時傳遞的值。

要指定參數，請將它們包含在函數定義的括號內，如果有多個參數，則用逗號分隔。調用函數時，您提供稱為參數的輸入值。以下示例演示了定義一個帶有兩個參數的函數：

def add_numbers(a, b): 返回 a+b

函數主體中的語句return 返回傳遞給它的兩個參數的加法。您可以將其視為一個計算器，您可以在其中輸入值並獲得所需的結果作為回報。

定義函數後，我們可以使用我們選擇的參數調用它。

添加數字（3、5）

kwargs 參數

kwargs 是 Python 中“關鍵字參數”的縮寫。它允許調用者在調用函數時指定任意數量的關鍵字參數，從而擴展函數的靈活性。關鍵字參數作為字典傳遞給函數。

**在函數定義中，您可以在參數名稱前使用雙星號語法來接受關鍵字參數。

def my_function(**kwargs): for key, value in kwargs.items(): print(f"{key} = {value}") my_function(a=1, b=2, c=3)

在此示例中，kwargs 將是一個包含傳遞給函數的關鍵字參數的字典。輸出如下圖所示：

調用函數

調用函數意味著執行函數體內的代碼。Python 中有四種類型的函數調用：

• 基本函數調用
• 使用位置參數調用
• 使用關鍵字參數調用

基本函數調用

基本函數調用調用函數而不向函數傳遞任何參數。定義函數後，您可以使用其名稱後跟圓括號來調用它。

如果函數不接受任何參數，則括號將為空。下面的代碼是一個基本功能的例子。

def welcome_message(): print("歡迎來到 LuckyTemplates!") welcome_message()

運行上面的代碼會得到以下輸出：

位置參數

位置參數是最常見的參數類型，它們按照指定的順序傳遞給函數。以下是帶有位置參數的函數調用示例：

def welcome_message(name): print(f"Welcome to LuckyTemplates, {name}!") welcome_message("John")

在上面的例子中，welcome_message()函數接受一個參數，name. 當您使用參數調用此函數時John，它將在名稱旁邊打印消息。

上面的代碼給出了以下輸出：

關鍵字參數

將參數傳遞給函數的另一種方法是使用關鍵字參數。關鍵字參數允許您指定參數的名稱及其值，使代碼更具可讀性並減少以錯誤順序傳遞參數的機會。 

下面的示例使用關鍵字參數來調用welcome_message函數：

def welcome_message(name, message='Welcome to LuckyTemplates!'): print(message, name) welcome_message(name='Alice', message='早上好')

在此示例中，我們定義了一個welcome_message()具有兩個參數name和 的函數message。消息參數有一個默認參數Welcome to LuckyTemplates!調用函數時，我們使用關鍵字參數傳遞值John，導致輸出Welcome to LuckyTemplates! John.

返回值

使用函數時，您通常希望返回函數體內的操作結果。返回值允許函數將結果發送回調用者。通過了解如何使用單個和多個返回值，您可以增強 Python 程序的功能。

單一返回值

單個返回值函數從函數中的操作返回一個值。

下面給出了單個返回值函數的示例：

def get_greeting(name): 返回“你好，”+姓名+“！” 問候語 = get_greeting("愛麗絲") 打印(問候語)

在上面的示例中，該函數get_greeting將名稱作為其函數參數對其進行編譯並返回個性化的問候語。然後將返回值存儲在變量greeting中並打印到控制台。

多個返回值

有時，您需要從 Python 中的函數返回多個值。為此，您可以使用元組或列表來包裝返回值。

以下是 Python 編程語言中多返回值函數的示例。

def get_name_and_age(): return ("John", 30) name, age = get_name_and_age() print(name) 打印(age)

在此示例中，get_name_and_age是一個返回具有兩個值的元組的函數：aname 和 an age。

您還可以從 Python 中的函數返回值列表。下面的函數演示了函數的列表返回值。

def calculate_areas(height, width): return [height * width, (height * width) / 2] 面積, triangle_area = calculate_areas(10, 5) print(area) print(triangle_area)

在本例中，該函數calculate_areas採用兩個參數 ,height和width，並返回一個包含矩形面積和三角形面積的列表。

將 Python 函數作為參數傳遞

Python 允許您將函數作為參數傳遞給其他函數。當一個函數接受另一個函數作為參數時，它被稱為高階函數。

下面的代碼是在 Python 中將一個函數傳遞給另一個函數的示例：

def square(x): 返回 x * x def double(x): 返回 x * 2 def apply_func(func, x): 返回 func(x) result = apply_func(square, 5)

嵌套函數

嵌套函數是在另一個函數中定義的函數，也稱為內部函數。這些在創建閉包和模塊化代碼時很有用。 

要創建嵌套函數，只需在另一個函數中定義一個函數：

def outer_function(x, y): def inner_function(z): return x + y + z result = inner_function(3) return result # 調用外函數 print(outer_function(1, 2))

在上面的示例中，inner_function 是在 outer_function 中定義的。內部函數可以訪問外部函數的變量，允許它對它們執行操作。

拉姆達函數

Lambda 函數，也稱為匿名函數，是一種在 Python 中創建小型一次性函數的方法。在數據科學項目中，您將經常使用 Lambda 函數來創建高效的數據結構和管道。

要創建 lambda 函數，您可以使用 lambda 關鍵字，後跟參數列表、冒��和表達式。表達式是 lambda 函數在調用後將返回的內容。以下是 Python 中的 lambda 函數示例：

add = lambda a, b: a + b result = add(3, 4) print(result) # 輸出：7

在上面的示例中，我們創建了一個 lambda 函數，它接受兩個參數 (a 和b) 並返回它們的和。我們將此 lambda 函數分配給一個名為 的變量add。

Lambda 在以下場景中很有用：

• 作為 map()、filter() 和 sorted() 等高階函數的參數。
• 作為排序列表或字典時的關鍵功能。

以下示例演示了將高階函數 filter() 與 lambda 結合使用：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] even_numbers = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers)) print(even_numbers) # 輸出：[2, 4, 6, 8]

在此示例中，我們使用 lambda 函數來定義 filter() 函數的過濾條件。lambda 函數檢查數字是否為偶數，filter() 函數返回一個僅包含偶數的新列表。

要查看函數如何在不同的數據科學場景中發揮作用的示例，請觀看下面給出的視頻：

遞歸

遞歸是一種函數調用自身的編程技術。通過將復雜問題分解為更小、相同的子問題，這可能是解決複雜問題的有用方法。

創建遞歸函數時，需要牢記兩點：基本情況和遞歸情況。 

• 基本情況是停止遞歸的條件
• 遞歸情況是函數調用自身的地方。遞歸案例充當函數的迭代器

以下示例演示了 Python 中的遞歸函數：

def factorial(n): 如果 n == 1: return 1 return n * factorial(n - 1) factorial(5)

在此示例中，基本情況是 when n == 1，函數返回1。遞歸情況發生在 n 不等於 1 時，函數用 調用自身n - 1。

常見錯誤和故障排除

如果您是初級程序員，在實現遞歸函數和 lambda 函數等函數時經常會遇到錯誤。以下部分重點介紹了一些常見錯誤和故障排除提示，以幫助您有效地解決這些問題。

1. TypeError: missing a required argument：當您沒有提供函數期望的正確數量的參數時，會發生此錯誤。

def my_function(fname, lname): print(fname, lname) # 正確調用 my_function("John", "Doe") # 會引發錯誤 my_function("John")

要修復此錯誤，請確保將正確數量的參數傳遞給函數。

2. TypeError: unsupported operand type。當您嘗試使用具有不兼容類型的運算符時，可能會發生此錯誤。

def add_number(a, b): return a + b # 正確調用 result = add_number(5, 3) print(result) # 由於不正確的參數將引發錯誤 result = add_number("5", 3) print(result)

要修復此錯誤，請檢查您的函數是否正在處理正確的數據類型，並在必要時考慮使用類型轉換

3. NameError: name 'function_name' is not defined : 這個錯誤表明函數在被調用之前沒有被定義。 

# 正確的順序 def greet(): print("Hello, there!") greet() # 錯誤的順序 goodbye() def goodbye(): print("Goodbye!")

要修復此錯誤，請確保您的函數已正確定義並在其定義後調用它。

結論

為了回顧並幫助您鞏固理解，以下幾點總結了在 Python 中調用函數的關鍵方面：

• 要調用函數，請使用函數名稱後跟圓括號（例如，function_name()）。
• 如果函數接受參數，請將它們包含在括號中（例如，function_name(arg1, arg2)）。
• 您可以使用 def 關鍵字創建自己的函數，定義函數的範圍和任何必需的參數。
• 當調用一個返回值的函數時，您可以將結果賦給一個變量供以後使用（例如，result = function_name(args)）。