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函数编写指南:参数、返回值与作用域实战详解

你是否在编写函数时遇到过参数传递混乱、返回值逻辑不清晰,或者变量作用域导致的奇怪 bug?别担心,这篇文章将用最通俗的语言和实战案例,带你彻底搞懂函数的核心三要素:参数、返回值与作用域

一、参数:灵活传递数据的桥梁

1. 位置参数:按顺序传递

最基础的参数类型,调用时需严格按照定义顺序传入值。

def greet(name, age):  
    print(f"你好,{name}!你今年{age}岁了。")  

greet("小明", 18)  # 输出:你好,小明!你今年18岁了。  

2.默认参数:简化调用的神器

为参数设置默认值,调用时可省略部分参数。

def greet(name, age=18):  # age 默认值为18  
    print(f"你好,{name}!你今年{age}岁了。")  

greet("小红")  # 输出:你好,小红!你今年18岁了。  

注意:默认参数必须放在必选参数之后。

3.可变参数:处理不确定数量的数据

  • *args:接收任意数量的位置参数,封装为元组。
def sum_all(*args):  
    return sum(args)  

print(sum_all(1, 2, 3))  # 输出:6  

**kwargs:接收任意数量的关键字参数,封装为字典。

def print_info(**kwargs):  
    for key, value in kwargs.items():  
        print(f"{key}: {value}")  

print_info(name="小李", age=20, city="北京")  
# 输出:  
# name: 小李  
# age: 20  
# city: 北京  

二、返回值:函数的“输出口”

1.return 语句的作用

  • 结束函数执行:一旦遇到 return,函数立即停止运行。
  • 返回数据:将结果传递给调用者。
def add(a, b):  
    return a + b  # 返回计算结果  

result = add(3, 5)  
print(result)  # 输出:8  

2.无返回值的函数

若函数没有 return 语句,默认返回 None。

def say_hello():  
    print("Hello!")  

output = say_hello()  
print(output)  # 输出:None  

3.多返回值的技巧

通过元组返回多个值。

def divide(a, b):  
    quotient = a // b  
    remainder = a % b  
    return quotient, remainder  # 返回元组  

q, r = divide(10, 3)  
print(f"商:{q},余数:{r}")  # 输出:商:3,余数:1  

三、作用域:变量的“活动范围”

1.全局作用域 vs 局部作用域

  • 全局变量:在函数外定义,整个程序可见。
  • 局部变量:在函数内定义,仅函数内部可见。
global_var = "我是全局变量"  # 全局变量  

def my_function():  
    local_var = "我是局部变量"  # 局部变量  
    print(global_var)  # 可以访问全局变量  

my_function()  
print(local_var)  # 报错!无法访问局部变量  

2.修改全局变量:使用 global 关键字

若要在函数内修改全局变量,需用 global 声明。

count = 0  

def increment():  
    global count  # 声明使用全局变量  
    count += 1  

increment()  
print(count)  # 输出:1  

3.闭包:嵌套函数的“记忆魔法”

闭包允许内部函数访问外部函数的变量,即使外部函数已执行完毕。

def make_counter():  
    count = 0  
    def increment():  
        nonlocal count  # 声明使用外层函数的局部变量  
        count += 1  
        return count  
    return increment  

counter = make_counter()  
print(counter())  # 输出:1  
print(counter())  # 输出:2  

四、实战案例:学生成绩管理系统

需求分析

实现一个简单的学生成绩管理系统,支持添加学生、查询成绩、统计平均分等功能。

代码实现

students = []  # 全局变量,存储学生信息  

def add_student(name, score):  
    students.append({"name": name, "score": score})  

def get_average():  
    if not students:  
        return 0  
    total = sum(student["score"] for student in students)  
    return total / len(students)  

# 测试  
add_student("小明", 90)  
add_student("小红", 85)  
print(f"平均分:{get_average()}")  # 输出:平均分:87.5  

互动挑战

尝试修改 get_average 函数,使其能处理学生成绩为负数的情况(提示:添加数据校验),并在评论区分享你的代码!

五、常见错误与避坑指南

  1. 可变参数的默认值陷阱
    避免将可变对象(如列表)作为默认参数,否则会共享状态。
    错误示例
def add_item(item, lst=[]):  # lst 的默认值是一个空列表  
    lst.append(item)  
    return lst  

print(add_item("苹果"))  # 输出:["苹果"]  
print(add_item("香蕉"))  # 输出:["苹果", "香蕉"] (预期应为 ["香蕉"])  

正确做法

def add_item(item, lst=None):  
    if lst is None:  
        lst = []  
    lst.append(item)  
    return lst  

2.作用域链查找顺序
变量查找遵循 LEGB 规则Local → Enclosing → Global → Built-in

x = 10  # 全局变量  

def outer():  
    x = 20  # 外层函数的局部变量  
    def inner():  
        x = 30  # 内层函数的局部变量  
        print(x)  # 输出:30  
    inner()  

outer()  

六、总结与互动话题

核心知识点回顾

  • 参数:位置参数、默认参数、*args 和 **kwargs 的灵活运用。
  • 返回值:return 语句的作用及多返回值技巧。
  • 作用域:全局与局部变量的区别,闭包的应用。

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