提到函数这个词，大家应该都不陌生。我们之前学过很多Python中的内置函数，还有turtle库中的众多函数。所有的函数都是人们事先定义出来的，除了使用定义好的函数外，我们也可以自己定义函数。这节课开始，我带大家了解一下Python中如何自定义函数。

一、函数的定义

在写一段程序的时候，需要多次用到同样的功能，如果每次都要重复写相同的代码，不仅会增加代码量，而且阅读与修改极不方便。如果把实现相同功能的代码作为一个代码块封装在一起，形成一个函数，每次需要时调用这个函数，就很方便了。

函数是一段能够实现特定功能的、可重复使用的语句组，通常用函数名表示并通过函数名进行调用。Python中的函数与数学中的函数相似，能够接受变量并输出结果。

在Python语言中存在一些已经构建好的函数，它们被称为标准函数，例如函数print()、input()、str()等。

使用函数有以下好处：

1. 提高代码的重复利用率
2. 增强代码的可读性
3. 降低代码的复杂度

我们举一个例子：

如果写一个程序，把大象放到冰箱里面，我们可以分为三步：①打开冰箱门 ②把大象放进冰箱 ③关上冰箱门。

这段代码我们写完了，没多久又要我们写一个程序，把长颈鹿放到冰箱里面，毫无疑问，我们还是这3个步骤。难道我们要把这个代码再重复写一遍？再做一个假设，如果我们把代码复制了一遍，有人说这三个步骤有问题需要修改，我们再把每个程序都改一遍？

这样明显是不合理的，如果说我们把这些步骤写到一个函数里面，那我们可以重复调用“放冰箱”这个函数，函数只要写一遍。

同样，如果步骤有问题，我们只要修改这个函数的代码，不需要再修改多次了。

另外，对于调用函数的人来说，只需要把动物放到冰箱里面就行了，具体的步骤也不需要知道就能使用。这就是函数的好处。

二、关键词def

关键词def可以定义函数，定义函数需要遵守以下规则：

(1) 以def关键词开头，后接函数名以及圆括号和冒号；

(2) 函数主体从下一行开始，并且必须缩进。

函数名的命名规则：

原则上，函数的命名规则与变量命名规则相同，只要符合变量命名规则的函数名就是“合法”的。为了方便阅读，函数名应当遵守以下约定俗成的规定：

(1) 函数名应具备描述性，也就是说函数名可以表现函数的功能

(2) 函数名最好为小写，可以用下划线增强阅读性，如function_name

(3) 自定义函数名避免使用Python的标准函数名，如int、sum等。

我们看一下具体的例子：

# 定义函数
def say_hi():
    name = input("你叫什么名字？")
    print(name, "你好")

#调用函数
say_hi()

三、有参函数和无参函数

函数可以有参数，也可以没有参数。前面我们定义的say_hi()就是一个无参函数，而系统的内置函数print()是有参函数。

在定义函数时，括号中的参数称为形参，调用函数时，传递给函数的数据称为实参。定义了形参的函数在调用时，必须传递相应的实参。否则程序就会出错。

我们举个例子看一下有参函数如何定义：

def addition(a, b):
    c = a + b
    print(c)

#调用函数
addition(5, 3)

函数定义时，我们定义了两个形参，那调用函数的时候，我们就要给两个实参。否则程序就会报错。如果我们不给参数程序就会报错：

addition()

TypeError: addtion() missing 2 required positional arguments: 'a' and 'b'

四、函数的返回值

返回值是指执行程序后返回的数据，通过赋值给变量的方式可以使用返回值。自定义函数时，可以设置返回值，也可以不设置返回值。关键词return后的数据就是函数的返回值。如果没有return语句，函数的返回值为None。如果return后面有多个返回值，则返回值类型为元组。

内置函数中，print()函数没有返回值，input()函数有返回值。我们看一下无返回值的函数返回值是什么：

test = print("hello")
print(test)
# None

下面我们举一个带返回值的函数的例子：

def even_list(n):
    lst = []
    for i in range(0, n, 2):
        l.append(i)
    return lst

test_list = even_list(10)
print(test_list)

这个函数可以生成一个由偶数组成的列表，返回值是一个列表。调用函数时，可以使用变量获取函数的返回值。

五、函数参数的默认值

之前我们使用一些系统的函数时，细心的同学会发现，有一些函数可以不写参数、写一个参数、写两个参数，函数都能够被成功调用。按照我们前面讲的有几个形参，调用时就要写几个实参，这不是自相矛盾吗？这是因为函数定义时可以给默认值。

在定义函数时，可以指定形参的默认值，如果调用函数时给函数提供了实参，Python使用指定的实参值；如果没有给函数提供实参，则自动调用形参的默认值。

我们看具体的例子：

def minus(a=0, b=0): # a的默认值为0，b的默认值为0
    s = a - b
    return s

a = minus(5, 3) # a和b都给了实参，计算5 - 3
b = minus(3) # a给了实参3，b没有给实参使用默认值0，计算3 - 0
c = minus() # a和b都没有给实参，都是用默认值0，计算0 - 0
print(a, b, c)
# 2 3 0

六、匿名函数

匿名函数是Python中的一个特色，即没有名字的函数。匿名函数使用关键字lambda，冒号前面的部分表示匿名函数的参数列表，冒号之后的部分表示匿名函数的返回值。注意：冒号后面只能是表达式，不能是赋值语句。

匿名函数不需要使用return语句来返回值，表达式本身的结果就是返回值。在定义匿名函数的时候，我们需要直接把它赋值给一个变量。

我们看一下具体的例子：

# 计算圆的面积
# 定义匿名函数
circle_area = lambda r:3.1415926 * r ** 2

# 调用匿名函数
print(circle_area(3))

如果是有多个参数，则使用逗号分隔开，我们看下面的例子：

# 计算长方形的面积
# 定义匿名函数
rectangle_area = lambda a, b: a * b

# 调用匿名函数
print(rectangle_area(3, 4))

七、课后思考题

1、选择题

执行下列程序，输出的结果是（ ）

a = 0
def fc(x, y):
    a = x + y
    return a

c = fc(['a','b','c'], [1,2,3])

A. None

B. ['a'1, 'bb', 'ccc']

C. ['a', 'b', 'c', 1, 2, 3]

D. ['a', 1, 'b', 2, 'c', 3]

2、编程题

定义一个函数，从列表中筛选出奇数的元素并返回只有奇数的列表。并调用这个函数，筛选出以下三个列表中的奇数：

[4,2,1,4,5,7,9,3]

[8,2,6,8,1,2]

[7,1,8,3,2,5,7]

3、编程题

定义一个匿名函数，用户输入梯形的上底、下底和高，计算出梯形的面积

八、上节课思考题答案

1、B

讲解：eval()函数将输入的yes变成Python的代码，yes成为变量名，而变量yes没有并定义，因此会触发异常，执行except代码段中的代码

2、错

讲解：如果except后面指定了具体的异常类型，而出错的代码并非指定的异常类型，则程序不会执行异常处理的语句

3、参考代码：

students = ['伍白安', '永映秋', '秋卓然', '叶冬莲', '卓运华', '邸美丽']
try:
    num = int(input("输入学号："))
    if num <= 0: # 学号不可能是负数，排除掉
        print("学号不存在！")
    else:
        print(students[num - 1])
except IndexError: # 超过索引的值，学号同样不存在
    print("学号不存在！")

注意：列表的索引从0开始，按照常识，学号从1开始计数，不存在学号为0的学生。