Python模块与函数的终极指南

一、模块和包

        将一段代码生存为应该扩展名为.py 的文件，该文件就是模块。Python中的模块分为三种，分别为：内置模块、第三方模块和自界说模块。

• 内置模块和第三方模块又称为库
  
• 内置模块，有 python 表明器自带，不消单独安装
  
• 第三方模块，须要下载后手动安装
  
• 如果内置模块和第三方模块没有须要的功能，就须要用户本身编写步调，将步调生存为.py 文件，便是自界说模块。
  

无论哪种模块都须要使用 import 调用后，才气在步调中调用此中的功能函数。
       
        将功能近似的、关联较强的模块构造起来，形成一个目次，叫做包。
python中的包是模块包，文件名。包罗：

• 一组模块
  
• _init_.py 文件
  
• 支持多层嵌套
  
• .py 步调文件中可以直接界说一些变量，函数和类
  
• 使用时，通过import 导入，如： import math
  

他们的关系如下：
        包——>  模块 ——> 函数

二、函数

1、函数的界说函数的语法格式如下：       

1. def 函数名（ [ 次数1，参数2，…，参数n ] ）：
3.                 语句块
5.                 [ return [ 返回值1，返回值2，…，返回值n] ]

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2、函数的界说和调用
（1）def 为python生存字，用于界说函数，函数名的定名规则和变量同等；
（2）括号中是函数的参数，参数可以为空，此时，括号（）不能省略，函数参数也可以是多个，多个参数之间有英文逗号隔开；
（3）语句块是函数体，可以对函数举行调用，完成函数的紧张功能；
（4）retrun 是函数的返回生存字，当函数没有返回值时，return 生存字可以省略，函数有多个返回值时，在return 生存字背面，将多个返回值以英文逗号隔开；

1. #无返回值时省略return
2. def greet(name):
3.     print(f"Hello, {name}!")
4. result = greet("Alice")  # 输出: Hello, Alice!
5. print(result)            # 输出: None
8. #单返回值
9. def add(a, b):
10.     return a + b
11. sum_result = add(3, 5)  # sum_result = 8
14. #多返回值
15. def calculate(a, b):
16.     add = a + b
17.     sub = a - b
18.     return add, sub  # 实际返回元组 (add, sub)
20. result = calculate(10, 5)
21. print(result)        # 输出: (15, 5)
23. # 解包返回值
24. sum_result, diff_result = calculate(10, 5)
25. print(sum_result)    # 输出: 15
26. print(diff_result)   # 输出: 5

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这里的解包返回值，各人不懂的话不关键怕，我在末了做了增补。
（5）函数的范例和函数的返回值范例雷同，当返回值是多个时，函数的返回值是元组范例。

• 单返回值范例：若函数返回单个值（如 int），则直接标注为对应范例。
  

1. def get_number() -> int:
2.     return 42

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• 多返回值范例：若函数返回多个值（如 a, b），Python 会将其转换为元组。此时返回值范例应标注为 tuple[范例1, 范例2, ...]。
  

1. def calculate(a: int, b: int) -> tuple[int, int]:
2.     return a + b, a - b  # 实际返回 (int, int) 类型的元组

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三、函数的参数

1、形到场实参

• 函数界说时，圆括号内参数列表的参数，不代表具体的数据，称为形参;
  
• 函数调用时，将具体的数据转达给情势参数，此时的参数称为实参。
  
• 根据参数的差别数据范例，将实参的值大概引用转达给形参。
  
• 当参数范例为不可变数据范例时，在函数内部直接修改形参的值不会影响实参;
  
• 但当参数范例为可变数据范例时，在函数内部使用下标或其他方式为其增长、删除元素或修改元素值时，修改后的结果是可以转到达函数之外的，即实参也会得到相应的修改。
  

2、必备参数、默认参数、可变参数和关键字参数

• 函数调用时，必须转达的参数，称为必备参数，也称必选参数；
  
• 函数界说时，设置了默认值的参数函数调用时，可以转达实参，也可以不转达参数，不转达时，参数取界说时的默认值，这种参数，称为默认参数，也称可选参数。
  
• 须要注意的是，必备参数必须在前面界说，其他参数在背面界说。
  

3、参数转达

• 在函数调用参数转达时，按位置形参和实参逐一对应转达称为位置转达；
  
• 在函数调用参数转达时，按照参数的名称显式的转达，称为名称转达。
  

        按位置转达，不须要给出参数的名称，但形参和实参的位置雷同、范例雷同，否则轻易堕落;按名称显式的转达参数，则不关心参数的前后序次，在参数较多时，不轻易肴杂。

4、全局变量与局部变量

• 在函数外部界说的变量，称为全局变量;在函数内部界说的变量称为局部变量。
  
• 全局变量的生命周期是步调的整个运行周期，只有步调被关闭后全局变量才会被烧毁并开释内存空间，因此，全局变量在整个步调中，都可以使用；
  
• 局部变量的生命周期是函数调用时间，函数调用竣事返回后，局部变量就烧毁并开释内存空间，因此局部变量的作用范围是这个函数内部，即只能在这个函数中使用，在函数的外部是不能使用的。
  

5、匿名函数
        当函数一次性使用，函数体语句较少，如只有一个表达式，为了节流内存中变量界说空间就不须要界说函数名，此时，可以界说匿名函数。名函数的语法格式是:
 

1.         函数名 =lambda」参数]:返回值

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        匿名函数可以有0个或多个参数，但必须有返回值。匿名函数的调用和一样平常函数的调用相似可以单独使用，也可以作为表达式的一部门。

常见使用场景
（1）作为参数转达（如 sorted, map, filter）

1. # 按字符串长度排序列表
2. words = ["apple", "banana", "cherry", "date"]
3. sorted_words = sorted(words, key=lambda x: len(x))
4. print(sorted_words)  # 输出 ['date', 'apple', 'banana', 'cherry']
6. # 过滤偶数
7. numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
8. even_numbers = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))
9. print(even_numbers)  # 输出 [2, 4]
11. # 对每个元素平方
12. squared = list(map(lambda x: x**2, numbers))
13. print(squared)       # 输出 [1, 4, 9, 16, 25]

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 filter（）函数在前面提过，过滤出满足条件的函数。
（2）快速界说简单逻辑

1. # 判断是否为偶数
2. is_even = lambda x: x % 2 == 0
3. print(is_even(4))  # True
5. # 拼接字符串
6. greet = lambda name: f"Hello, {name}!"
7. print(greet("Alice"))  # Hello, Alice!

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（3）团结条件表达式

1. # 返回两数中的较大值
2. max_value = lambda a, b: a if a > b else b
3. print(max_value(5, 8))  # 8

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四、增补：

解包返回值：

         Python 中一种便捷的语法，用于将函数返回的多个值（通常是元组、列表等可迭代对象）直接拆分并赋值给多个变量。它的焦点目标是让代码更轻便、可读性更强。
【例】假设有一个函数返回两个值：

1. ​def get_coordinates():
2.     x = 3
3.     y = 4
4.     return x, y  # 实际返回的是元组 (3, 4)
6. ​

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不解包的环境：

直接获取返回值时，会得到一个元组：

1. coords = get_coordinates()
2. print(coords)        # 输出 (3, 4)
3. print(coords[0])     # 输出 3（通过索引访问）
4. print(coords[1])     # 输出 4

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解包的环境：

将元组中的值直接拆分为两个变量：

1. x, y = get_coordinates()  # 解包赋值
2. print(x)  # 输出 3
3. print(y)  # 输出 4

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解包具有机动性：
（1）实用于恣意可迭代对象
        不但是元组，列表、字符串等可迭代对象也可以解包：

1. def get_data():
2.     return ["Alice", 25, "Engineer"]
4. name, age, job = get_data()  # 解包列表
5. print(name)  # Alice

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（2）忽略不须要的值
        用下划线 _ 占位忽略不须要的返回值：

1. x, _ = get_coordinates()  # 只要 x，忽略 y
2. print(x)  # 3

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（3）解包嵌套布局
        以致可以解包嵌套的返回值（如元组中的元组）：

1. def nested_data():
2.     return (1, (2, 3))
4. a, (b, c) = nested_data()
5. print(a, b, c)  # 1 2 3

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（4）使用 * 处置处罚剩余值
用 * 变量名 吸收剩余的全部值（返回列表）：

1. def multiple_values():
2.     return 1, 2, 3, 4, 5
4. first, *middle, last = multiple_values()
5. print(first)   # 1
6. print(middle)  # [2, 3, 4]（中间的数值被封装为列表）
7. print(last)    # 5

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注意事项：
（1）变量数目必须匹配：
        左侧变量数必须与返回值数目同等，否则会报错：

1. x, y, z = get_coordinates()  # 错误！元组只有 2 个值，但尝试解包给 3 个变量

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（2）返回值必须是可迭代对象：
        如果函数返回单个值（非元组/列表等），实验解包会报错：

1. def single_value():
2.     return 5
4. a, b = single_value()  # 错误！单个整数无法解包

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