函数编写与自定义函数应用实例

# 1. 函数编写基础

函数是编程中非常重要的概念，它可以让我们将复杂的代码块封装起来，实现代码的重用和模块化。在本章中，我们将介绍函数编写的基础知识，包括函数的定义、调用、参数与返回值，以及函数的作用域和生命周期。让我们一起深入了解吧！

## 1.1 什么是函数？

函数是一段可重复调用的代码块，具有特定的功能。通过函数，我们可以将代码进行封装，提高代码的可读性和维护性。

## 1.2 函数的定义和调用

函数的定义通过关键字（如def）和函数名来完成，函数调用则通过函数名后加括号实现。下面是一个简单的Python函数示例：

def greet():
    print("Hello, World!")

# 调用函数
greet()

## 1.3 函数参数与返回值

函数可以接受参数，并可以返回结果。参数可以是必须的，默认值参数或可变参数。返回值可以是单个值、元组、列表等。示例代码如下：

def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)
print("3 + 5 =", result)

## 1.4 函数的作用域和生命周期

函数内部定义的变量具有局部作用域，在函数外部无法访问。函数执行完成后，局部变量的生命周期也随之结束。全局变量可以在函数内部使用，但需要声明为`global`。示例代码如下：

global_var = "I'm a global variable"

def func():
    local_var = "I'm a local variable"
    print(global_var)
    print(local_var)

func()

函数编写的基础知识就是这些了，接下来让我们深入学习函数的高级应用吧！

# 2. 函数的高级应用

### 2.1 匿名函数与lambda表达式
匿名函数也称为lambda函数，是一种在不需要定义正式函数的情况下使用的小型匿名函数。其语法通常为：`lambda 参数列表: 表达式`。下面是一个简单的lambda函数示例：

add = lambda x, y: x + y
print(add(3, 5)) # 输出结果为8

通过lambda表达式，我们可以快速定义简单的函数，适用于一些临时需要的函数功能。

### 2.2 递归函数
递归函数指在函数内调用自身的函数，通常用于解决可以分解为相似子问题的任务。递归函数需要具备终止条件，否则会陷入无限循环。以下是一个经典的递归函数示例，用于计算阶乘：

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1
    return n * factorial(n-1)

print(factorial(5)) # 输出结果为120

递归函数是一种简洁而优雅的解决方案，但在处理大规模数据时可能会面临性能问题。

### 2.3 函数的嵌套与闭包
函数的嵌套指在一个函数内部再定义一个函数，形成函数嵌套的结构。闭包是指函数可以访问其自身外部作用域的变量。下面是一个函数嵌套与闭包结合的示例：

def outer_func(x):
    def inner_func(y):
        return x + y
    return inner_func

add_func = outer_func(5)
print(add_func(3)) # 输出结果为8

通过函数的嵌套与闭包，我们可以实现一些特定的功能或逻辑封装，提高代码的灵活性和可复用性。

### 2.4 函数的装饰器
装饰器是一种高阶函数，用于扩展或修改函数的功能。它是一种可以接受函数作为参数，并返回函数的函数。以下是一个简单的装饰器示例：

def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("函数调用前")
        result = func(*a