函数就是一段封装好的，可以重复使用的代码，它使得我们的程序更加模块化，不需要编写大量重复的代码。

函数可以提前保存起来，并给它起一个独一无二的名字，只要知道它的名字就能使用这段代码。函数还可以接收数据，并根据数据的不同做出不同的操作，最后再把处理结果反馈给我们。

本章不仅会介绍 Python 定义和使用函数的基本语法，还有很多高级的函数用法（例如 lambda 匿名函数），都会为你一一详解。

Python 中函数的应用非常广泛，前面章节中我们已经接触过多个函数，比如 input() 、print()、range()、len() 函数等等，这些都是 Python 的内置函数，可以直接使用。

除了可以直接使用的内置函数外，Python 还支持自定义函数，即将一段有规律的、可重复使用的代码定义成函数，从而达到一次编写、多次调用的目的。

举个例子，前面学习了 len() 函数，通过它我们可以直接获得一个字符串的长度。我们不妨设想一下，如果没有 len() 函数，要想获取一个字符串的长度，该如何实现呢？请看下面的代码：

程序执行结果为：

要知道，获取一个字符串长度是常用的功能，一个程序中就可能用到很多次，如果每次都写这样一段重复的代码，不但费时费力、容易出错，而且交给别人时也很麻烦。

所以 Python 提供了一个功能，即允许我们将常用的代码以固定的格式封装（包装）成一个独立的模块，只要知道这个模块的名字就可以重复使用它，这个模块就叫做函数（Function）。

比如，在程序中定义了一段代码，这段代码用于实现一个特定的功能。问题来了，如果下次需要实现同样的功能，难道要把前面定义的代码复制一次？如果这样做实在太傻了，这意味着每次当程序需要实现该功能时，都要将前面定义的代码复制一次。正确的做法是，将实现特定功能的代码定义成一个函数，每次当程序需要实现该功能时，只要执行（调用）该函数即可。

其实，函数的本质就是一段有特定功能、可以重复使用的代码，这段代码已经被提前编写好了，并且为其起一个“好听”的名字。在后续编写程序过程中，如果需要同样的功能，直接通过起好的名字就可以调用这段代码。

下面演示了如何将我们自己实现的 len() 函数封装成一个函数：

程序执行结果为：

如果读者接触过其他编程语言中的函数，以上对于函数的描述，肯定不会陌生。但需要注意的一点是，和其他编程语言中函数相同的是，Python 函数支持接收多个（ ≥0 ）参数，不同之处在于，Python 函数还支持返回多个（ ≥0 ）值。

比如，上面程序中，我们自己封装的 my_len(str) 函数，在定义此函数时，我们为其设置了 1 个 str 参数，同时该函数经过内部处理，会返回给我们 1 个 length 值。

通过分析 my_len() 函数这个实例不难看出，函数的使用大致分为 2 步，分别是定义函数和调用函数。接下来一一为读者进行详细的讲解。

定义函数，也就是创建一个函数，可以理解为创建一个具有某些用途的工具。定义函数需要用 def 关键字实现，具体的语法格式如下：

其中，用 [] 括起来的为可选择部分，即可以使用，也可以省略。

此格式中，各部分参数的含义如下：

注意，在创建函数时，即使函数不需要参数，也必须保留一对空的“()”，否则 Python 解释器将提示“invaild syntax”错误。另外，如果想定义一个没有任何功能的空函数，可以使用 pass 语句作为占位符。

例如，下面定义了 2 个函数：

虽然 Python 语言允许定义个空函数，但空函数本身并没有实际意义。

另外值得一提的是，函数中的 return 语句可以直接返回一个表达式的值，例如修改上面的 str_max() 函数：

该函数的功能，和上面的 str_max() 函数是完全一样的，只是省略了创建 str 变量，因此函数代码更加简洁。

调用函数也就是执行函数。如果把创建的函数理解为一个具有某种用途的工具，那么调用函数就相当于使用该工具。

函数调用的基本语法格式如下所示：

其中，函数名即指的是要调用的函数的名称；形参值指的是当初创建函数时要求传入的各个形参的值。如果该函数有返回值，我们可以通过一个变量来接收该值，当然也可以不接受。

需要注意的是，创建函数有多少个形参，那么调用时就需要传入多少个值，且顺序必须和创建函数时一致。即便该函数没有参数，函数名后的小括号也不能省略。

例如，我们可以调用上面创建的 pass_dis() 和 str_max() 函数：

首先，对于调用空函数来说，由于函数本身并不包含任何有价值的执行代码，也没有返回值，应该调用空函数不会有任何效果。

其次，对于上面程序中调用 str_max() 函数，由于当初定义该函数为其设置了 2 个参数，因此这里在调用该参数，就必须传入 2 个参数。同时，由于该函数内部还使用了 return 语句，因此我们可以使用 strmax 变量来接收该函数的返回值。

因此，程序执行结果为：

前面章节讲过，通过调用 Python 的 help() 内置函数或者 doc 属性，我们可以查看某个函数的使用说明文档。事实上，无论是 Python 提供给我们的函数，还是自定义的函数，其说明文档都需要设计该函数的程序员自己编写。

其实，函数的说明文档，本质就是一段字符串，只不过作为说明文档，字符串的放置位置是有讲究的，函数的说明文档通常位于函数内部、所有代码的最前面。

以上面程序中的 str_max() 函数为例，下面演示了如何为其设置说明文档：

程序执行结果为：

上面程序中，还可以使用 doc 属性来获取 str_max() 函数的说明文档，即使用最后一行的输出语句，其输出结果为：

通常情况下，定义函数时都会选择有参数的函数形式，函数参数的作用是传递数据给函数，令其对接收的数据做具体的操作处理。

在使用函数时，经常会用到形式参数（简称“形参”）和实际参数（简称“实参”），二者都叫参数，之间的区别是：

形式参数：在定义函数时，函数名后面括号中的参数就是形式参数，例如:

实际参数：在调用函数时，函数名后面括号中的参数称为实际参数，也就是函数的调用者给函数的参数。例如:

实参和形参的区别，就如同剧本选主角，剧本中的角色相当于形参，而演角色的演员就相当于实参。

明白了什么是形参和实参后，再来想一个问题，那就是实参是如何传递给形参的呢？

Python 中，根据实际参数的类型不同，函数参数的传递方式可分为 2 种，分别为值传递和引用（地址）传递：

值传递和引用传递的区别是，函数参数进行值传递后，若形参的值发生改变，不会影响实参的值；而函数参数继续引用传递后，改变形参的值，实参的值也会一同改变。

例如，定义一个名为 demo 的函数，分别为传入一个字符串类型的变量（代表值传递）和列表类型的变量（代表引用传递）：

运行结果为：

分析运行结果不难看出，在执行值传递时，改变形式参数的值，实际参数并不会发生改变；而在进行引用传递时，改变形式参数的值，实际参数也会发生同样的改变。

位置参数，有时也称必备参数，指的是必须按照正确的顺序将实际参数传到函数中，换句话说，调用函数时传入实际参数的数量和位置都必须和定义函数时保持一致。

在调用函数，指定的实际参数的数量，必须和形式参数的数量一致（传多传少都不行），否则 Python 解释器会抛出 TypeError 异常，并提示缺少必要的位置参数。

例如：

运行结果为：

可以看到，抛出的异常类型为 TypeError，具体是指 girth() 函数去烧一个必要的height参数。

同样，多传参数也会抛出异常：

运行结果为：

通过 TypeErroe 异常信息可以知道，girth() 函数本只需要 2 个参数，但是却传入了 3 个参数。

在调用函数时，传入实际参数的位置必须和形式参数位置一一对应，否则会产生以下 2 种结果：

抛出 TypeError 异常

当实际参数类型和形式参数类型不一致，并且在函数种，这两种类型之间不能正常转换，此时就会抛出 TypeError 异常。

例如：