4.1　函数的定义和使用

在Python程序开发过程中，可将完成某一特定功能并经常使用的代码编写成函数，放在函数库（模块）中供大家在需要使用时直接调用。开发人员要善于使用函数，以提高编码效率，减少编写程序段的工作量。

4.1.1　函数的定义

在某些编程语言当中，函数声明和函数定义是区分开的（在这些编程语言当中函数声明和函数定义可以出现在不同的文件中，如C语言），但是在Python中，函数声明和函数定义是视为一体的。在Python中，函数定义的基本形式如下：

在这里说明几点：

（1）在Python中采用def关键字进行函数的定义，不用指定返回值的类型。

（2）函数参数可以是零个、一个或者多个，同样，函数参数也不用指定参数类型，因为在Python中变量都是弱类型的，Python会自动根据值来维护其类型。

（3）Python函数的定义中缩进部分是函数体。

（4）函数的返回值是通过函数中的return语句获得的。return语句是可选的，它可以在函数体内任何地方出现，表示函数调用执行到此结束；如果没有return语句，会自动返回None（空值），如果有return语句，但是return后面没有接表达式或者值，也返回None（空值）。

下面定义3个函数：

4.1.2　函数的使用

在定义了函数之后，就可以使用该函数，但是在Python中要注意一个问题，就是在Python中不允许前向引用，即在函数定义之前，不允许调用该函数。例如：

运行这段程序会出现错误提示：

从提示可知，名为add的函数未进行定义，所以在任何时候调用某个函数，必须确保其定义在调用之前。

【例4-1】编写函数实现最大公约数算法，通过函数调用代码实现求最大公约数。

分析：这里求两个数x、y最大公约数的算法是遍历法。循环变量i从1到最小那个数，用x、y同时去除以i，如果能整除则赋值给hcf；最后返回最大的hcf（最后一次赋值最大）。

程序代码：

程序运行结果：

【例4-2】编写函数，计算形式如a+aa+aaa+aaaa+…+aaa…aaa的表达式的值，其中a为小于10的自然数。例如，2+22+222+2222+22222（此时n=5），a、n由用户从键盘输入。

分析：关键是计算出求和中每一项的值。容易看出每一项都是前一项扩大10倍后加a。

程序代码：

程序运行结果：

4.1.3　lambda表达式

lambda表达式可以用来声明匿名函数，即没有函数名字的临时使用的函数，只可以包含一个表达式，且该表达式的计算结果为函数的返回值；不允许包含其他复杂的语句，但在表达式中可以调用其他函数。例如：

程序运行结果：

等价于定义：

可以将lambda表达式作为列表的元素，从而实现跳转表的功能，也就是函数的列表。lambda表达式列表的定义方法如下：

调用列表中lambda表达式的方法如下：

例如：

程序分别计算并打印2的平方、立方和四次方。程序运行结果：

4.1.4　函数的返回值

函数使用return返回值，也可以将lambda表达式作为函数的返回值。

【例4-3】定义一个函数math（）。当参数k等于1时返回计算加法的lambda表达式；当参数k等于2时返回计算计算减法的lambda表达式；当参数k等于3时返回计算乘法的lambda表达式；当参数k等于4时返回计算除法的lambda表达式。

程序代码：

程序运行结果：

最后需要补充一点：Python中的函数是可以返回多个值的，如果返回多个值，会将多个值放在一个元组或者其他类型的集合中来返回。

程序运行结果：

【例4-4】编写函数实现求字符串中大写、小写字母的个数。

分析：需要返回大写、小写字母的个数，返回2个数，所以使用列表返回。

程序代码：

程序运行结果：