Python 函数是代码复用的核心工具，掌握基础函数的使用是编程的关键。以下是 Python 函数的系统总结，包含 内置函数 和 自定义函数 的详细用法，以及实际应用场景。

一、Python 内置函数（常用精选）

以下是最常用的 20 个内置函数（Python 3.12 共 73 个内置函数）：

二、自定义函数

1. 基础定义

def greet(name="匿名用户"):
    """返回问候语（文档字符串示例）"""
    return f"你好，{name}！"

print(greet("小明"))  # 输出：你好，小明！
print(greet())       # 输出：你好，匿名用户！

2. 参数类型详解

• 位置参数：必须按顺序传递
• 关键字参数：通过参数名指定
• 默认参数：定义时指定默认值
• 可变参数：

# *args 接收元组形式的位置参数
def sum_numbers(*args):
    return sum(args)

print(sum_numbers(1, 2, 3))  # 输出：6

# **kwargs 接收字典形式的关键字参数
def show_info(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

show_info(name="小明", age=18)

3. 返回值

• 可返回多个值（实际返回元组）：

def calculate(a, b):
    return a+b, a-b, a*b

add, sub, mul = calculate(5, 3)
print(add)  # 输出：8

三、作用域规则

• LEGB 规则：
• Local（局部作用域）
• Enclosing（闭包函数外的函数）
• Global（全局作用域）
• Built-in（内置作用域）

x = 10  # 全局变量

def test_scope():
    x = 20  # 局部变量
    print("内部:", x)  # 输出 20

test_scope()
print("外部:", x)  # 输出 10

四、Lambda 匿名函数

# 简单数学运算
square = lambda x: x**2
print(square(5))  # 输出：25

# 配合高阶函数使用
numbers = [1, 5, 3, 8]
sorted_numbers = sorted(numbers, key=lambda x: -x)
print(sorted_numbers)  # 输出：[8, 5, 3, 1]

五、函数高级技巧

1. 装饰器（Decorator）

def timer(func):
    """计算函数执行时间的装饰器"""
    import time
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(f"{func.__name__} 执行耗时: {end-start:.2f}秒")
        return result
    return wrapper

@timer
def long_operation():
    import time
    time.sleep(2)

long_operation()  # 输出：long_operation 执行耗时: 2.00秒

2. 闭包（Closure）

def power_factory(exp):
    """生成指定次方的计算函数"""
    def calculator(base):
        return base ** exp
    return calculator

square = power_factory(2)
cube = power_factory(3)

print(square(5))  # 输出：25
print(cube(3))    # 输出：27

六、实际应用案例

1. 文件批量处理

import os

def batch_rename(folder, prefix):
    """批量重命名文件夹内的文件"""
    for index, filename in enumerate(os.listdir(folder)):
        ext = os.path.splitext(filename)[1]
        old_path = os.path.join(folder, filename)
        new_name = f"{prefix}_{index+1}{ext}"
        new_path = os.path.join(folder, new_name)
        os.rename(old_path, new_path)

batch_rename("./photos", "vacation")

2. 简易计算器

def calculator():
    """命令行交互式计算器"""
    while True:
        try:
            expr = input("输入表达式 (或 q 退出): ")
            if expr.lower() == 'q':
                break
            result = eval(expr)  # 注意：实际应用中慎用 eval
            print(f"结果: {result}")
        except:
            print("输入无效，请重试")

calculator()

常见错误解决

1. TypeError: missing 1 required positional argument
   原因：函数调用时缺少必要参数
   解决：检查参数是否全部传递或设置默认值
2. UnboundLocalError
   原因：在函数内修改了全局变量
   解决：使用 global 关键字声明全局变量
3. 装饰器忘记返回函数
   错误写法：

def decorator(func):
    func()  # 错误！直接执行了函数

4. 正确写法：

def decorator(func):
    def wrapper():
        # 添加装饰逻辑
        return func()
    return wrapper

掌握这些函数知识后，可以尝试：

• 将重复代码封装成函数
• 用函数实现游戏逻辑（如猜数字游戏）
• 编写文件处理工具函数
• 创建数据分析专用函数库