1 函数是什么 —— 把「复制粘贴」升级成「命名复用」

是什么？为什么学？

函数（function）是给一段代码起个名字，以后通过名字反复调用它的语法结构。你有没有发现，前面写的代码里有些功能反复出现：求和、判断奇偶、算平均……每次都要重新写一遍。函数就是「给一段代码起个名字，以后想用就叫名字」——一次写好，到处使用。它是编程里最重要的「复用」工具，也是拆解复杂任务的唯一方式。

底层原理

def 定义函数时，Python 并不会执行函数体，而是把「函数体代码」和「参数信息」打包成一个函数对象，绑定到函数名上；只有调用（写 函数名()）时，Python 才会新建一个独立的「执行空间」（栈帧），把函数体从头执行一遍，执行完销毁这个空间。这就是「定义不执行、调用才执行」的底层原因，也是函数内变量与函数外变量互不干扰的根源。

术语小词典：栈帧（stack frame）就是「函数运行时临时搭起的工作台」，函数跑完工作台就拆掉，上面的局部数据也随之消失。

生活类比

函数像菜谱：把菜谱写进笔记本（def 定义）不等于菜做好了；照着菜谱做一遍（调用）才出菜。同一本菜谱可以被不同的人、不同的时间反复使用——这就是「一次编写、到处调用」。

注意事项总结

1 手写三遍 vs 函数写一遍调三遍：

def say_hello():
    print("你好！")

say_hello()
say_hello()
say_hello()

运行结果：

你好！
你好！
你好！

函数体只写一份，想调用多少次都行——这就是复用的意义。

2 函数体可以有多行：

def print_plan():
    print("今天的学习计划：")
    print("1. 复习列表")
    print("2. 学函数")

print_plan()

3 为什么用函数：一是复用（同一段逻辑只写一次）；二是分工（一个大问题拆成几个小函数，每个只管一件事）；三是好改（要改逻辑只改一个地方）。

易错点

• 错误写法：def say_hello() 行尾忘了冒号 → 问题：报 SyntaxError: invalid syntax → 正确写法：def 行尾必须有冒号：def say_hello():。
• 错误写法：调用写在定义之前（say_hello() 放第一行） → 问题：报 NameError，因为 def 还没执行、名字还不存在 → 正确写法：先定义、后调用。
• 错误写法：f = say_hello 误写成 f = say_hello() → 问题：前者拿到函数本身；后者执行函数并把返回值（None）赋给 f → 正确写法：想传函数本身不写括号；想拿结果才写括号。

记忆口诀：def 登记不动手，括号调用才执行；名字绑定函数体，一次编写处处用。

2 参数 —— 实参按位置「对号入座」

是什么？为什么学？

参数（parameter）是函数的「入口」：定义时括号里写的名字是形参（占位符），调用时传进去的值是实参（真数据）。没有参数的函数只能做固定的事，有了参数，同一个函数才能处理不同的数据——这是函数通用的关键。

底层原理

调用 greet("小明") 时，Python 按位置一一对应：第 1 个实参给第 1 个形参，第 2 个实参给第 2 个形参。形参在函数执行时成为「局部名字」，指向实参传入的对象。注意 Python 传的是「对象的引用」——形参和实参指向同一个对象（好比把同一张快递单号抄了一份递给函数，单号指向同一个包裹）。

生活类比

参数像点餐单：菜单上写「汉堡（夹什么、加不加辣）」是形参；你下单写「汉堡夹牛肉、加辣」是实参。后厨按你填的单子做——每一项都要对上，写错位置、漏写一项，菜就做不对。

注意事项总结

1 多个参数按顺序一一对应：

def describe(name, age):
    print(name, "今年", age, "岁")

describe("小明", 18)
describe("小红", 17)

运行结果：

小明 今年 18 岁
小红 今年 17 岁

调用时实参按位置配对传给形参："小明" 给 name、18 给 age。

2 形参和全局变量同名也互不干扰：

def show(x):
    print("函数内 x =", x)

x = 100          # 全局的 x
show(7)          # 传入的 7 只给函数里的 x
print("函数外 x =", x)

运行结果：

函数内 x = 7
函数外 x = 100

函数内的 x 是形参（局部名字），和函数外的全局 x 只是同名不同物。

3 实参个数和形参个数必须一致（错误示范）：

def add(a, b):
    return a + b

# add(3)          # 报错！TypeError: add() missing 1 required positional argument: 'b'
# add(3, 5, 7)    # 报错！TypeError: add() takes 2 positional arguments but 3 were given

报错信息里会明确告诉你「缺了哪个参数」或「多了几个参数」——学会读报错信息，就能自己定位问题。

易错点

• 错误写法：def greet(name, age) 调用写成 greet(18, "小明") → 问题：参数顺序反了，name 拿到 18，逻辑错乱且不报错 → 正确写法：实参顺序必须与形参定义顺序一致。
• 错误写法：调用时少传一个参数 → 问题：报 TypeError: missing 1 required positional argument → 正确写法：检查调用处参数个数是否与定义一致。
• 错误写法：形参名写错（def greet(nmae)，函数体内用 name） → 问题：报 NameError，函数体内找不到这个名字 → 正确写法：形参名定义和使用保持一致。

记忆口诀：形参占位实参值，调用按位对号坐；个数顺序都对齐，函数才能跑得对。

3 return —— 函数与调用者的「交接棒」

是什么？为什么学？

return 是函数把结果交还给调用者的语句。print 只是把内容显示在屏幕上，看完就没了；return 把结果真正「递」出来，调用处能把它存进变量、继续参与计算。想让函数「有用」，十有八九要靠 return。

底层原理

函数调用会创建独立的执行空间，函数里的计算结果默认带不出来。return 的作用就是把一个值从函数内部「递交」回调用者的执行空间，然后立即结束函数。如果函数没有 return，Python 会自动补一个「返回 None」——None 是表示「什么都没有」的特殊值。另外 return a, b 实际上返回的是一个元组，可以一次性交回多个结果。

生活类比

食堂打饭窗口：print 是窗口上方的显示屏——大家都看得见，但你拿不到；return 是打饭阿姨从窗口递出来的餐盘——只有递到你手里（存进变量），你才能吃（继续使用）。没有 return 的函数就像只给你看了一眼菜，什么也没递出来。

注意事项总结

1 return 的结果可以存进变量继续用：

def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)      # 把返回的 8 接住
print(result)           # 8
print(result * 10)      # 还能继续参与运算：80

运行结果：

8
80

对比：如果 add 里用的是 print 而不是 return，result 会拿到 None，第 6 行就会报错。

2 没有 return 的函数，调用结果是 None：

def show():
    print("我在打印")

r = show()
print(r)          # None
print(r is None)  # True

运行结果：

我在打印
None
True

is None 是判断「是不是 None」的标准写法。调试时发现「函数结果用不了」，先检查函数里有没有写 return。

3 return 返回多个值（自动打包成元组）：

def get_min_max(nums):
    return min(nums), max(nums)

a, b = get_min_max([3, 8, 1, 9])   # 一次接住两个结果
print("最小值：", a)
print("最大值：", b)

运行结果：

最小值： 1
最大值： 9

return min(nums), max(nums) 看起来返回两个值，实际返回一个元组 (1, 9)；a, b = ... 是元组解包。

4 遇到 return 函数立即结束：

def check(score):
    if score < 0:
        return "分数不合法"   # 提前返回，后面的代码不执行
    return "分数： " + str(score)

print(check(-5))
print(check(85))

运行结果：

分数不合法
分数： 85

易错点

• 错误写法：用 print 代替 return（def add(a, b): print(a + b)） → 问题：调用处拿到 None，结果无法参与计算 → 正确写法：需要结果就 return a + b。
• 错误写法：return a, b 但只用 x = get_min_max(...) 接收 → 问题：x 拿到的是元组 (a, b)，不是两个独立变量 → 正确写法：用 a, b = get_min_max(...) 解包。
• 错误写法：忘了写 return → 问题：函数「算完就丢」，调用处拿到 None → 正确写法：检查函数是否有返回值需求，需要就写 return。

记忆口诀：print 只展示，return 真递出；return 一到就收工，没写默认返 None。

4 默认参数与变量作用域 —— 两个经典坑提前避开

是什么？为什么学？

默认参数（default parameter）让某些参数「不传也有值」；作用域（scope）决定「变量在哪些地方可见」。这两个概念是新手写函数时踩坑最多的两个地方，今天一次讲透，后面能少掉很多头发。

底层原理

默认参数的值在 def 定义的那一刻只计算一次，之后每次调用共用同一个对象——如果默认值是列表、字典这类「可变对象」，多次调用会互相污染。作用域方面，Python 查找变量按 LEGB 顺序：局部（Local）→ 嵌套函数（Enclosing，Day 9 才接触）→ 全局（Global）→ 内置（Built-in）。函数里读取全局变量没问题；但函数里赋值（count = count + 1）时，Python 会认为 count 是新的局部变量——想改全局必须显式声明 global。

生活类比

默认参数像酒店房间的默认配置：你不特别要求，前台就按「大床房、无烟」安排；你提了要求，就按你的来。作用域像公司的储物柜：大厅的公共柜（全局）谁都能看；工位的私人抽屉（局部）只有你自己能用——想动公共柜里的东西（改全局变量），得先和管理员打招呼（写 global）。

注意事项总结

1 默认参数——不传用默认，传了用你的：

def greet(name, greeting="你好"):
    print(greeting, name)

greet("小明")              # 不传 greeting，用默认「你好」
greet("小红", "早上好")     # 传了就用传入的

运行结果：

你好 小明
早上好 小红

有默认值的参数必须写在没有默认值的参数后面（def greet(name, greeting="你好") 对；def greet(name="小明", greeting) 会直接报语法错误）。

2 可变默认值陷阱（错误示范）：

def add_item(item, bag=[]):
    bag.append(item)
    return bag

print(add_item("苹果"))    # 第一次：['苹果']
print(add_item("香蕉"))    # 期望 ['香蕉']，实际 ['苹果', '香蕉']！

运行结果：

['苹果']
['苹果', '香蕉']

bag=[] 这个列表在 def 定义时只创建一次，所有没传 bag 的调用共用它。正确做法是默认值用 None，函数里再创建新列表：

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

print(add_item("苹果"))    # ['苹果']
print(add_item("香蕉"))    # ['香蕉']

规则：默认值只用不可变类型（数字、字符串、None），绝不用列表/字典。

3 作用域——函数里读全局、写局部（同名遮蔽）：

x = 10              # 全局 x

def show():
    x = 20          # 这是函数里的局部 x，和全局 x 没关系
    print("函数内 x =", x)

show()              # 函数内 x = 20
print("函数外 x =", x)   # 全局 x 没被改动，还是 10

运行结果：

函数内 x = 20
函数外 x = 10

函数里 x = 20 创建的是局部 x，只是「遮蔽」了全局 x 的名字，并不会修改全局变量。想修改全局变量必须加 global 声明，但最佳实践是尽量别用 global——用参数传进去、用 return 传出来，函数才独立、好维护。

易错点

• 错误写法：def f(a=1, b): 默认参数写在普通参数前面 → 问题：直接报 SyntaxError: non-default argument follows default argument → 正确写法：默认参数一律写在普通参数后面。
• 错误写法：def f(lst=[]) 且函数里修改 lst → 问题：多次调用共用同一个列表，数据互相污染 → 正确写法：默认值写 None，函数里 if lst is None: lst = []。
• 错误写法：函数里写 count = count + 1 想改全局 count → 问题：报 UnboundLocalError（或行为异常） → 正确写法：函数内声明 global count，或改用参数 + return。
• 错误写法：以为函数里的局部变量在函数外还能用 → 问题：报 NameError，局部变量随函数结束而销毁 → 正确写法：需要结果就用 return 传出来。

记忆口诀：默认参数放后面，可变默认用 None；全局修改加 global，能不用就尽量不。

5 动手实践：数学工具函数库

把常用的数学运算封装成一个个小函数，放进一个文件，这就是「函数库」的雏形。

# 数学工具函数库
import math


def add(a, b):
    """两数相加"""
    return a + b


def multiply(a, b):
    """两数相乘"""
    return a * b


def average(nums):
    """求列表的平均值（空列表返回 0）"""
    if len(nums) == 0:
        return 0
    return sum(nums) / len(nums)


def factorial(n):
    """计算 n 的阶乘（1*2*3*...*n）"""
    result = 1
    for i in range(2, n + 1):
        result = result * i
    return result


def circle_area(radius):
    """计算圆的面积（πr²）"""
    return math.pi * radius * radius


# 调用测试
print(add(3, 4))                    # 7
print(multiply(3, 4))               # 12
print(average([85, 92, 78]))        # 85.0
print(average([]))                  # 0
print(factorial(5))                 # 120
print(round(circle_area(2), 2))     # 12.57（保留两位小数）

完成标准：每个函数都能独立调用、输出符合预期；再自己给函数库加一个「求列表最大值」的函数（提示：函数内可以用循环，也可以直接用 max）。

小知识：calc(price, rate=0.1) 里用 round(price * (1 + rate), 2) 保留两位小数——计算机用二进制存小数，0.1 这种小数无法精确表示，所以 100 * 1.1 的真实结果是 110.00000000000001，用 round(..., 2) 结果才和日常计算一致，写金额计算都建议这么做。

今日总结

函数是什么：def 定义、函数名() 调用，定义不执行、调用才执行；函数本身也是「值」，可以赋值给变量 函数的底层：def 把函数体打包成对象，调用时才创建独立执行空间（栈帧） 参数：形参是占位符、实参是真实数据，按位置一一对应，个数必须一致 返回值：print 只显示、return 真递出；return 一执行函数立即结束；没写 return 返回 None；return a, b 返回元组可解包 默认参数：写在普通参数后面，不传有默认值；可变默认值（列表/字典）必须用 None 代替 作用域：局部变量函数外访问不到；函数内读取全局没问题，修改全局要 global，最好用参数 + return 代替 完成数学工具函数库，至少含 5 个函数并通过自测

报错	原因	修复
SyntaxError: invalid syntax	def 行尾忘了冒号，或函数名/参数名有非法字符	检查 def 函数名(参数): 的冒号和命名
IndentationError: expected an indented block	函数体忘了缩进	def 下一行统一缩进 4 个空格
NameError: name 'x' is not defined	在函数外访问函数内的局部变量	需要结果就用 return 传出来，或把变量定义在函数外
TypeError: add() missing 1 required positional argument: 'b'	调用时少传了一个参数	检查调用是否与定义参数个数一致
UnboundLocalError: local variable 'count' referenced before assignment	函数里给全局变量赋值但没声明 global	在函数内先写 global 变量名