函数——定义、参数、返回值、作用域

概念讲解

函数是一段可以反复使用的代码块。好的函数设计原则：一个函数只做一件事。

def 函数名(参数1, 参数2=默认值):
    # 函数体
    return 结果

参数类型：

• 位置参数：按顺序传递
• 关键字参数：name=value 形式，可不按顺序
• 默认参数：有默认值的参数
• 可变参数：*args（元组）、**kwargs（字典）

作用域：

• 局部作用域：函数内部定义的变量，只在函数内有效
• 全局作用域：函数外部定义的变量，整个文件可见
• 在函数内部用 global 声明可以修改全局变量（但尽量少用）

代码示例

函数组合：文本分析器

def count_words(text):
    """统计文本中的单词数和平均词长"""
    words = text.split()
    if not words:
        return 0, 0.0
    total_length = sum(len(w) for w in words)
    return len(words), total_length / len(words)

def word_frequency(text):
    """统计每个单词出现的频率"""
    words = text.lower().split()
    freq = {}
    for word in words:
        freq[word] = freq.get(word, 0) + 1
    return freq

def top_words(text, n=5):
    """返回出现频率最高的n个词"""
    freq = word_frequency(text)
    sorted_words = sorted(freq.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True)
    return sorted_words[:n]

# 使用
text = "Python is great Python is easy Python is popular"
num_words, avg_len = count_words(text)
print(f"单词数: {num_words}, 平均词长: {avg_len:.1f}")

print("词频统计:")
for word, count in word_frequency(text).items():
    print(f"  {word}: {count}")

print(f"最常见的3个词: {top_words(text, 3)}")

可变默认参数的坑

# 错误写法：默认参数用了可变对象
def bad_append(item, targets=[]):
    targets.append(item)
    return targets

# 正确写法：用None作为哨兵值
def good_append(item, targets=None):
    if targets is None:
        targets = []
    targets.append(item)
    return targets

print(bad_append(1))  # [1]
print(bad_append(2))  # [1, 2]  ← 意外！默认列表被保留了
print(good_append(1)) # [1]
print(good_append(2)) # [2]     ← 正确，每次都是新列表

练习题

题目：写一个函数，接受任意个整数，返回其中的最大值、最小值和平均值。

要求：

• 不使用 max()、min()、sum() 等内置函数
• 如果传入空列表，返回 None

参考答案

def stats(*numbers):
    if not numbers:
        return None
    
    max_val = min_val = numbers[0]
    total = 0
    
    for n in numbers:
        if n > max_val:
            max_val = n
        if n < min_val:
            min_val = n
        total += n
    
    return {
        'max': max_val,
        'min': min_val,
        'avg': total / len(numbers)
    }

result = stats(10, 5, 8, 20, 3)
print(result)
# {'max': 20, 'min': 3, 'avg': 9.2}

关键思维：

• *numbers 收集所有位置参数为元组
• 初始化 max_val = min_val = numbers[0]，避免空列表问题
• 返回字典而非多个值，调用方更清晰