第六章：函数

定义函数

函数就像一台"自动售货机"——你投入原料（参数），它吐出结果（返回值）。把重复的代码封装成函数，可以让你的代码更整洁。

# 基本函数定义
def greet(name):
    """向某人打招呼（这是文档字符串 docstring）"""
    return f"你好，{name}！欢迎学习 Python！"

message = greet("小明")
print(message)

# 查看文档字符串
print(greet.__doc__)

你好，小明！欢迎学习 Python！
向某人打招呼（这是文档字符串 docstring）

参数类型详解

# 1. 位置参数
def add(a, b):
    return a + b

print(f"10 + 20 = {add(10, 20)}")

# 2. 关键字参数（可以不按顺序）
def profile(name, age, city):
    return f"{name}，{age}岁，来自{city}"

print(profile(age=25, city="北京", name="小红"))

# 3. 默认参数
def power(base, exponent=2):
    return base ** exponent

print(f"2的3次方 = {power(2, 3)}")
print(f"5的平方 = {power(5)}")  # 使用默认值

# 4. 可变参数 *args（接收任意数量的位置参数，打包成元组）
def total(*args):
    print(f"  收到的参数：{args}")
    return sum(args)

print(f"总和 = {total(1, 2, 3, 4, 5)}")

# 5. 关键字可变参数 **kwargs（打包成字典）
def show_info(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"  {key}: {value}")

show_info(name="小明", age=18, hobby="编程")

10 + 20 = 30
小红，25岁，来自北京
2的3次方 = 8
5的平方 = 25
  收到的参数：(1, 2, 3, 4, 5)
总和 = 15
  name: 小明
  age: 18
  hobby: 编程

lambda 匿名函数

# lambda 是一行的小函数
square = lambda x: x ** 2
print(f"3的平方 = {square(3)}")

# 常与 sorted、map、filter 等搭配使用
students = [("小明", 85), ("小红", 92), ("小刚", 78)]

# 按成绩排序
sorted_students = sorted(students, key=lambda s: s[1], reverse=True)
print(f"成绩排名：{sorted_students}")

# map：对每个元素应用函数
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
doubled = list(map(lambda x: x * 2, numbers))
print(f"翻倍：{doubled}")

# filter：筛选元素
evens = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))
print(f"偶数：{evens}")

3的平方 = 9
成绩排名：[('小红', 92), ('小明', 85), ('小刚', 78)]
翻倍：[2, 4, 6, 8, 10]
偶数：[2, 4]

装饰器（Decorator）

装饰器就像给函数"穿衣服"——不改变函数本身，但给它增加额外功能（比如计时、日志、权限检查）。

import time

# 定义一个计时装饰器
def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        elapsed = time.time() - start
        print(f"  ⏱️ {func.__name__} 执行耗时：{elapsed:.4f}秒")
        return result
    return wrapper

# 使用装饰器：用 @ 语法
@timer
def slow_function(n):
    """一个故意变慢的函数"""
    total = 0
    for i in range(n):
        total += i
    return total

result = slow_function(1_000_000)
print(f"计算结果：{result}")

⏱️ slow_function 执行耗时：0.0512秒
计算结果：499999500000