高级语言程序设计（Python）- 函数和函数参数

# 1. 简介

## 1.1 什么是高级语言程序设计
高级语言程序设计是指使用高级编程语言进行软件开发和程序编写的过程。与低级语言相比，高级语言具有更高的抽象层级，使得程序的编写更加简洁、易读和易理解。

## 1.2 Python语言简介
Python是一种简洁、易学和高效的高级编程语言。它具有简单易用的语法规则和丰富的标准库，适用于各种编程任务，包括Web开发、科学计算、数据分析等。Python广泛应用于不同领域的软件开发和系统管理。

## 1.3 函数的作用和定义
函数是一段完成特定任务的代码块，通过给定的输入（参数），执行特定的操作，并返回输出（返回值）。函数的作用包括代码的重用、提高代码的可读性和可维护性、封装复杂逻辑等。函数由函数名、参数和函数体组成，可以根据需要定义和调用。

接下来，我们将进入第二章节，讨论函数的基础知识。

# 2. 函数基础

函数是程序中用来实现特定功能的代码块，具有独立性和复用性。在函数设计中，一般包括函数的声明和调用、返回值和参数等方面的内容。

### 2.1 函数的声明和调用

在Python中，使用`def`关键字来声明函数，并通过函数名来调用函数。函数的语法格式如下：

def function_name(parameters):
    # 函数体
    # ...
    return value

其中，
- `function_name`是函数的名称，可以自定义。
- `parameters`是函数的参数，用来接收传递给函数的值。
- 函数体是实现函数功能的代码块。
- `return`关键字用于返回函数的结果。

以下是一个示例，演示了如何声明函数并进行函数的调用：

def add_numbers(a, b):
    # 计算两个数的和
    sum = a + b
    return sum

# 调用add_numbers函数
result = add_numbers(3, 5)
print(result)  # 输出：8

### 2.2 函数的返回值

函数的返回值是指函数在调用结束后返回给调用者的结果。在Python中，使用`return`关键字来返回函数的结果。函数可以返回任意类型的数据，例如数字、字符串、列表等。

在下面的示例中，定义了一个函数`square`，用于计算一个数的平方，并返回结果：

def square(num):
    # 计算num的平方
    result = num * num
    return result

# 调用square函数
output = square(4)
print(output)  # 输出：16

### 2.3 函数的参数

函数的参数是用来接收传递给函数的值或者变量。在Python中，函数的参数可以分为位置参数、默认参数、关键字参数和可变参数。

#### 2.3.1 位置参数

位置参数是在函数调用时根据参数的位置依次传递的，参数的顺序和个数必须与函数声明时一致。

以下是一个示例，演示了如何定义和使用位置参数：

def greet(name):
    # 输出问候语
    print("Hello, " + name + "!")

# 调用greet函数
greet("Alice")  # 输出：Hello, Alice!
greet("Bob")  # 输出：Hello, Bob!

#### 2.3.2 默认参数

默认参数是指在函数定义时为参数提供默认值，如果在函数调用时未指定参数的值，则使用默认值。

以下是一个示例，演示了如何定义和使用默认参数：

def multiply(a, b=2):
    # 计算a和b的乘积
    result = a * b
    print(result)

# 调用multiply函数
multiply(3)  # 输出：6
multiply(3, 4)  # 输出：12

#### 2.3.3 关键字参数

关键字参数是通过参数名来指定参数值的方式，可以不按照参数的顺序进行传递。

以下是一个示例，演示了如何定义和使用关键字参数：

def divide(dividend, divisor):
    # 计算除法运算结果
    result = dividend / divisor
    print(result)

# 调用divide函数
divide(dividend=10, divisor=2)  # 输出：5.0
divide(divisor=2, dividend=10)  # 输出：5.0

#### 2.3.4 可变参数

可变参数是指在函数调用时可以传递任意个数的参数，函数内部将其作为一个元组进行处理。

以下是一个示例，演示了如何使用可变参数：

def calculate_sum(*nums):
    # 计算传入参数的和
    sum = 0
    for num in nums:
        sum += num
    print(sum)

# 调用calculate_sum函数
calculate_sum(1, 2, 3)  # 输出：6
calculate_sum(1, 2, 3, 4)  # 输出：10

至此，我们已经介绍了函数基础的内容，包括函数的声明和调用、返回值和参数。在下一章节中，我们将继续讨论函数的嵌套和递归。

# 3. 函数的嵌套