整理的文章内容主要来源为高教版《计算机等级考试二级 Python》教程视频讲义，并且更正了原讲义中的错误的地方。
专栏文章索引如下：
考试大纲
第 1 章 程序设计基本方法
第 2 章 Python 语言基本语法元素
第 3 章 基本数据类型
第 4 章 程序的控制结构
第 5 章 函数和代码复用
第 6 章 组合数据类型
第 7 章 文件和数据格式化
第 8 章 Python 计算生态
第 9 章 Python 标准库概览
第 10 章 Python 第三方库使用
第 11 章 Python 第三方库纵览

1. 函数的基本使用

函数是一段具有特定功能的、可重用的语句组，通过函数名来表示和调用。经过定义，一组语句等于一个函数，在需要使用这组语句的地方，直接调用函数名称即可。因此，函数包括两部分：函数的定义和函数的使用。
使用函数主要有两个目的：降低编程难度和增加代码复用。函数是一种功能抽象，利用它可以将一个复杂的大问题分解成一系列简单的小问题，分而治之，为每个小问题编写程序，通过函数封装，当各个小问题都解决了，大问题也就迎刃而解。函数可以在一个程序中多个位置使用，也可以用于多个程序，当需要修改代码时，只需要在函数中修改一次，所有调用位置的功能都更新了，这种代码复用降低了行数和代码维护难度。

1.1 函数的定义

Python 语言通过了 def 关键字定义函数。
语法格式：

def 函数名(参数列表):
	函数体
	return 返回值列表

函数名可以是任何有效的 Python 标识符，参数列表是调用该函数时传递给它的值，可以有零个、一个或多个，当传递多个参数时各参数由逗号分隔，当没有参数时也要保留圆括号。参数列表中参数是形式参数，简称为“形参”，相当于实际参数的一种符号表示或符号点位符。函数体是函数每次被调用时执行的代码，由一行或多行语句组成。如果需要返回值，使用保留字 return 和返回值列表。函数可以没有 return 语句，函数体结束后会将控制权返回给调用者。

def calSum(n):
	s = 0
	for i in range(1,n):
		s += i;
	return s

**注意：**当函数没有 return 时，仅表示执行一段代码功能。

1.2 函数的使用

函数的定义也叫函数“声明“，定义后的函数不能直接运行，需要经过”调用“才能得到运行。
语法格式：

函数名(实际赋值参数列表)

def calSum(n):
	s = 0
	for i in range(1,n):
		s += i;
	return s
print(calSum(5))

每次使用函数可以提供不同参数作为输入，以实现对不同数据的处理：函数执行后，可以反馈相应的处理结果。函数的执行与黑盒类似，使用者不需要了解函数内部实现原理，只要了解函数的输入输出方式即可。
具体来说，函数的使用一共分为4个步骤：

• 函数定义：使用 def 保留字将一段代码定义为函数，需要确定函数名、参数名、参数的个数，使用函数名称作为形式参数（占位符）编写函数内部的功能代码。
• 函数调用：通过函数名调用函数功能，对函数的各个参数赋予实际值，实际值可以是实际数据，也可以是在调用函数前已经定义过的变量。
• 函数执行：函数被调用后，使用实际参数（赋予形式参数的实际值）参与函数内部代码的运行，如果有结果则进行输出。
• 函数返回：函数执行结束后，根据 return 保留字段的指示决定是否返回结果，如果返回结果，则结果将被放置到函数被调用的位置，函数使用完毕，程序继续运行。

编程中大量使用函数已经成为了一种编程范式，叫做函数式编程。函数式编程的主要思想是把程序过程尽量写成一系列函数调用，这能够使代码编写更简洁、更易于理解，是中小规模软件项目中最常用的编程方式。
在 Python 中，函数也是有类型的，可以通过 type() 获得函数的类型。函数采用其定义的名字表达，具体为 function 类型，这是一种 Python 的内置类型。然而，如果调用函数，则类型为返回值的类型。

def f(x):
	return x+1
print(type(f))
print(type(f(1)))

Python 语言中最小函数可以不表达任何功能，比如说：

def f():
	pass

其中，保留字 pass 表示不进行任何操作，起到占位符的作用，因为函数体内部总要编写一行代码，对f()的调用不实现任何功能。

2. 函数的参数传递

2.1 可选函数传递

函数的参数在定义时可以指定默认值，当函数被调用时，如果没人传入对应的参数时，则使用函数定义时的默认值替代。
语法格式：

def 函数名(非可选参数列表，可选参数列表=默认值):
	函数体
	return 返回值列表

def multiply(x,y=10):
	print(x*y)
multiply(10)

需要注意，可选参数一般都放在非可选参数的后面，即定义函数时，先给出所有非可选参数，然后再分别列出每个可选参数及对应的默认值。

2.2 参数名称传递

函数调用时，默认采用按照位置顺序的方式传递给函数，例如multiply(10,2) 中第一个实参，默认赋值给形参 x，第二个实参赋值给形参 y.
Python 语言同时支持函数按照参数名称方式传递参数。
语法格式：

函数名(参数名=实际值)

def multiply(x,y=10):
	print(x*y)
multiply(10,2)

采用参数名传递方式不需要保持参数传递的顺序，参数之间的顺序可以任意调整，只需要对每个必要参数赋予实际值即可，这种方式会显著增强程序的可读性。

2.3 函数的返回值

return 语句用来结束函数并将程序返回到函数调用的位置继续执行。return 语句可以出现在函数中的任何部分，同时可以将 0 个、1 个或多个函数运算的结果返回给函数被调用处的变量。

def multiply(x,y=10):
	return x*y
s = multiply(10,2)
print(s)

**注意：**多个返回值问题：当 return 返回多个值时，这些值形成了一个元组数据类型，由小括号和逗号分隔，例如 (a,b,c)。元组是 Python 内置的一种组合数据类型。
函数可以没有 return, 此时函数并不返回值。

def printwords():
	print('这是一个没有reuturn的函数')

当函数使用 return 返回多个值时，可以使用一个变量或多个变量保存结果。

def multiply(x,y):
	return x*y, x+y
a,b = multiply(10,2)

当函数存在多种结束条件时，将使用多个 return 语句。

def manyret(x):
	try:
		if x > 0:
			return x+1
		else:
		 	return x-1
	except:
		return 0

在 manyret() 函数中，由于在 try-except 异常判断及 if-else 分支语句，该函数有 3 个出口，即 3 个返回 return 语句，这种情况在函数运用中十分常见。

3. 变量的作用域

根据程序中变量所在的位置和作用范围，变量可分为局部变量和全局变量。局部变量仅在函数内部，且作用域也在函数内部。全部变量的作用域跨过多个函数。

3.1 局部变量

局部变量指在函数内部定义的变量，仅在函数内部有效，当函数退出时变量将不再存在。

变量 z 是函数 addSum() 内部使用的变量，当函数调用后，变量 z 将不存在。

3.2 全局变量

全部变量是指在函数之外定义的变量，在程序执行全过程有效。全局变量在函数内部使用时，需要提前使用保留字 global 声明。
语法格式：

global 全局变量

注意事项：全局变量声明
使用 global 对全局变量声明时，该变量要与外部全局变量同名。
上例中，变量 n 是全局变量，在函数 addSum() 中使用时需要在函数内部使用 global 声明，声明后即可使用。如果未使用保留字 global 声明，即使名称相同，也不是全局变量。

使用 global 保留字声明变量的作用域是 Python 语言中少有需要再次声明的情形，由于作用域不同，这种声明不能省略。

4. 代码复用

函数是程序的一种基本抽象方式，它将一系列代码组织起来通过命名供其他程序使用。函数封装的直接好处是代码复用，任何其他代码只要输入参数即可调用函数，从而避免相同功能的代码在被调用处重复编写。代码复用有另一个好处，当更新函数功能时，所有被调用处的功能都被更新。
程序由一系列代码组成，如果代码是顺序但无组织的，不仅不利于阅读和理解，也很难进行升级和维护。当程序长度在百行以上，如果不划分模块，程序的可读性就已经很糟糕了。解决这一问题最好的方法是将一个程序分割成短小的程序段，每一段程序完成一个小的功能。使用函数对合理划分为功能模块，并基于模块设计程序是一种常用方法，被称为“模块化设计”。

模块化设计是指函数的封装功能将程序划分为主程序、子程序和子程序间关系的表达。模块化设计是使用函数设计的思考方法，以功能块为基本单位，一般有两个基本要求：

• 紧耦合：尽可能合理划分为功能块，功能块内部耦合紧密。
• 松耦合：模块间关系尽可能简单，功能块之间耦合度低。

耦合性指程序结构中各模块之间相互关联的特性，它取决于各模块间接口的复杂程序和调用方式。耦合性是影响软件复杂程序和设计质量的一个重要因素。紧耦合指模块或系统间关系紧密，存在较多或复杂的相互调用。紧耦合的缺点在于更新一个模块可能导致其他模块变化，复用较困难。松耦合一般基于消息或协议实现，系统间交互简单。
使用函数只是模块设计的必要非充分条件，根据计算需求合理划分函数十分重要。一般来说，完成特定功能或被经常复用的一组语句应该采用函数来封装，并尽可能减少函数间参数和返回值的数量。

5. 选择题

（1）用来定义函数的保留字是（B）

• A. global
• B. def
• C. return
• D. yield

（2）以下关于 Python 函数的说法中正确的是（B）

• A. 可以用保留字作为函数的名字
• B. 函数内部可以通过关键字 global 来声明全局变量
• C. 调用带有默认值参数的函数时，不能作为默认值参数传递任何值，必须使用默认值
• D. 函数中没有 return 语句或者 return 语句不带任何值，那么该函数的返回值 True

（3）程序最外层有一个变量 a, 定义一个函数，其中再次使用了变量，以下说法正确的是（B）

• A. 函数中将 a 声明为 global, 对 a 的操作与全局变量无关
• B. 函数中未将 a 声明为 global, 对 a 的操作与全局变量无关
• C. 函数中未将 a 声明为 global, 对 a 的操作即为对全局变量 a 的操作
• D. 函数中将 a 声明为 global, 对 a 的操作即为对全局变量 a 的操作，但函数返回时，全局变量 a 被销毁

（4）给出以下代码，运行结果是（D）

def fun(a=1):
		return a+1
func(func(func()))

• A. 1
• B. 2
• C. 3
• D. 4

（5）给出以下代码，运行结果是（C）

def func():
	print(‘Hello’)
type(func(), type(func()))

• A. <class ‘function’>, <class ‘function’>
• B. <class ‘function’>, <class ‘str’>
• C. <class ‘function’>, <class ‘NoneType’>
• D. <class ‘str’>, <class ‘function’>

（6）以下说法错误的是（B）

• A. 函数定义不一定放在调用之前
• B. 当代码中有 main 函数时，程序将从 main 开始执行
• C. 可以在函数中定义函数
• D. 语句 a=func() 中，func 函数可以没有返回值

（7）给出以下代码，程序的运行结果是（A）

s=’an apple a day’
def split(s):
	return s.split(‘a’)
print(split(s))

• A. [‘’,’n’,’pple’,’d’,’y’]
• B. [‘an’,’apple’,’a’,’day’]
• C. 在函数定义时报错
• D. 在最后一行报错

（8）定义函数如下，程序的运行结果是（C）

f = lambda x:x+1
f(f(1))

• A. 1
• B. 2
• C. 3
• D. 4

（9）以下说法正确的是（C）

• A. 函数内部的语句不会改变任何非全局变量的值
• B. 任何传入函数的参数都会以副本的形式存在于函数中
• C. 在函数内定义的子函数只能在函数内调用
• D. 每个函数必须有至少一个 return 语句

（10）以下函数的运行结果是（D）

def func(ls=[]):
	ls.append(1)
	return ls
a = func()
b = func()
print(a,b)

• A. [1][1]
• B. [1], [1,1]
• C. [1,1], [1]
• D. [1,1], [1,1]

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