简介
在Python编程中，函数和模块是实现代码复用、提高开发效率的核心机制。本文将结合理论与实例，解析Python函数与模块的核心知识点，帮助开发者打下基础。
一、函数
函数是一段可重复调用的代码块，通过参数传递实现灵活的逻辑封装。Python中的函数分为内置函数（如range()、len()）和用户自定义函数，后者是我们重点讨论的内容。
1. 无参函数
无参函数不接收外部参数，适用于固定逻辑的场景。
语法：
def 函数名():
代码块
[return 表达式] # 可选，无返回值时默认返回None示例1：计算固定两数之和
def add():
op1 = 10
op2 = 20
return op1 + op2 # 返回计算结果
result = add()
print(result) # 输出：30示例2：打印九九乘法表
def nine():
for i in range(1, 10):
for j in range(1, i+1):
print(f"{i}*{j}={i*j}", end="\t")
print() # 换行
nine()注意事项：
- 函数定义必须在调用前，否则抛出
NameError。 - 函数体通过缩进（通常4个空格）界定，缩进错误会导致语法错误。
2. 带参函数
带参函数通过形式参数（形参）接收外部输入，实现通用逻辑。
语法：
def 函数名(形参列表):
代码块
[return 表达式]参数传递方式
- 位置参数：实参与形参按顺序匹配。
def aa(x, y):
print(x, y)
aa(10, 6) # 输出：10 6（位置匹配）
aa(6, 10) # 输出：6 10（顺序改变结果不同）- 关键字参数：显式指定参数名，忽略顺序。
aa(y=6, x=10) # 输出：10 6（通过参数名匹配）- 默认参数：为形参设置默认值，调用时可省略。
def aa(x, y=6): # y的默认值为6
print(x, y)
aa(10) # 输出：10 6（使用y的默认值）
aa(10, 5) # 输出：10 5（覆盖默认值）- 注意：位置参数必须位于默认参数之前，否则语法错误。
# 错误示例：默认参数在前，位置参数在后
def aa(x=1, y):
pass # 报错：SyntaxError示例：
def add(x, y): return x + y
def subtract(x, y): return x - y
def multiply(x, y): return x * y
def divide(x, y): return x / y
print("选择运算：1.加 2.减 3.乘 4.除")
choice = int(input("输入选择："))
num1 = int(input("第一个数："))
num2 = int(input("第二个数："))
if choice == 1:
print(f"{num1}+{num2}={add(num1, num2)}")
elif choice == 2:
print(f"{num1}-{num2}={subtract(num1, num2)}")
else:
print("非法输入")3. 变量作用域
变量的作用域由定义位置决定，分为：
- 局部变量：在函数内定义，仅在函数执行期间有效，函数结束后销毁。
- 全局变量：在模块顶层定义，作用域为整个模块，可被所有函数访问。
规则：
- 函数内可直接访问全局变量，但无法修改（除非用
global声明）。 - 当局部变量与全局变量同名时，函数内优先使用局部变量。
示例：全局变量与局部变量
name = "Tim" # 全局变量
def f1():
age = 18 # 局部变量
print(age, name) # 输出：18 Tim（访问全局变量）
def f2():
name = "Alice" # 局部变量（与全局同名）
print(name) # 输出：Alice（优先使用局部变量）
f1()
f2()
print(name) # 输出：Tim（全局变量未被修改）修改全局变量：global关键字
def f1():
global name # 声明name为全局变量
name = "Tim" # 修改全局变量
age = 18
print(age, name) # 输出：18 Tim
f1()
print(name) # 输出：Tim（全局变量已被修改）4. lambda函数
lambda函数用于创建单行表达式的匿名函数，适用于简单逻辑或作为参数传递。
语法：
lambda 形参列表: 表达式示例：对比普通函数与lambda函数
# 普通函数
def sum1(x, y):
return x + y
# lambda函数（赋值给变量或直接调用）
sum2 = lambda x, y: x + y
print(sum1(3, 4)) # 7
print(sum2(3, 4)) # 7限制：lambda函数只能包含一个表达式，不能使用if、for等语句，适合轻量场景。
5. 常用内建函数
Python内置了大量实用函数，无需导入即可直接使用：
- 数值处理：
-
abs(x)：返回绝对值（abs(-10) → 10）。 -
float(x)/int(x)：类型转换（float("25") → 25.0，int(199.99) → 199）。
- 布尔判断：
-
bool(x)：转换为布尔值（0、空字符串、None等返回False，其余True）。
- 序列操作：
-
range(start, stop, step)：生成整数序列（range(0, 5) → 0,1,2,3,4）。 -
sum(iterable)：求和（sum(range(1, 101)) → 5050）。 -
max()/min()：返回最大/最小值（max([6,2,12]) → 12）。
二、模块与包
当代码规模扩大时，模块和包用于组织代码，实现跨文件复用。
1. 模块
模块是一个.py文件，包含函数、类或变量，可被其他文件导入。
定义模块
创建myModule.py：
# myModule.py
def add(a, b):
return a + b
def mul(a, b):
return a * b导入模块的方式
- 导入整个模块：
import myModule
print(myModule.add(2, 3)) # 输出：5（通过“模块名.函数名”调用）- 导入指定函数：
from myModule import add, mul
print(add(2, 3)) # 输出：5（直接使用函数名）- 别名导入：
from myModule import add as add_func
print(add_func(2, 3)) # 输出：5（避免命名冲突）2. 包
包是包含__init__.py文件的目录，用于管理多个模块，支持嵌套结构。
目录结构示例
project/
├── project.py
└── subproject/
├── __init__.py # 标识包的存在，可包含初始化代码
└── submodel.py包的使用
在submodel.py中定义函数：
# submodel.py
def add(a, b):
return a + b在project.py中导入包中的模块：
# project.py
import subproject.submodel
print(subproject.submodel.add(1, 3)) # 输出：4__init__.py的作用：
- 首次导入包时执行，可用于初始化全局变量或批量导入模块。
- 例如，在
__init__.py中添加from .submodel import add，可简化调用为from subproject import add。
3. 常用标准库模块
(1) keyword模块：查看Python关键字
import keyword
print(keyword.iskeyword("if")) # True（判断是否为关键字）
print(keyword.kwlist) # 输出所有关键字列表(2) random模块：生成随机数据
import random
print(random.randint(1, 100)) # 1-100随机整数
list1 = ["aaa", "bbb", "ccc"]
print(random.choice(list1)) # 随机选取列表元素
random.shuffle(list1) # 打乱列表顺序(3) sys模块：访问解释器环境
import sys
print("Python版本：", sys.version) # 解释器版本
print("操作系统：", sys.platform) # 平台信息（如'linux'、'win32'）
sys.exit() # 退出程序(4) time模块：处理时间数据
import time
print(time.time()) # 当前时间戳（秒级浮点数）
print(time.ctime()) # 可读时间字符串（如'Wed Dec 13 21:33:20 2023'）
time.sleep(2) # 暂停程序2秒三、总结
- 函数设计：
- 保持单一职责，避免函数过于复杂。
- 合理使用默认参数和关键字参数，提高接口灵活性。
- 模块与包：
- 按功能划分模块，避免单文件代码膨胀。
- 使用
__init__.py规范包的公共接口。
- 作用域：
- 尽量减少全局变量，必要时用
global显式声明。
- 内置函数与标准库：
- 熟悉常用内建函数，避免重复造轮子。
- 善用标准库模块（如
random、sys）提升开发效率。
通过掌握函数与模块，开发者能写出更简洁、可维护的代码。实践中建议从简单示例入手，逐步尝试复杂场景，最终实现高效的代码组织与复用。
