1. 基本函数

在Python中，函数是通过def关键字来定义的。一个函数可以接受参数，也可以返回一个结果。基本函数的定义格式如下：

def function_name(*args, **kwargs):
    # 函数体
    return result

示例：计算两个数的和

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

result = add(5, 3)
print(result)  # 输出：8

上述代码定义了一个名为add的函数，它接受两个参数a和b，并返回它们的和。函数通过return语句返回结果。

函数参数

Python中的函数参数有多种形式，包括位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数。

位置参数

位置参数是最常见的类型，函数调用时，传入的参数顺序必须与定义时一致。

def greet(name, age):
    print(f"Hello, {name}. You are {age} years old.")

greet("Alice", 30)  # 输出：Hello, Alice. You are 30 years old.

默认参数

如果某个参数有默认值，则调用函数时可以省略该参数，默认参数必须放在参数末尾。

def greet(name, age=25):
    print(f"Hello, {name}. You are {age} years old.")

greet("Bob")  # 输出：Hello, Bob. You are 25 years old.
greet(name="Bob", age = 3) # 输出：Hello, Bob. You are 3 years old. 关键字参数

2. 高级函数

函数作为参数

在Python中，函数可以作为其他函数的参数传递。你可以将函数作为回调函数传递给其他函数。

def apply_function(f, value):
    return f(value)

def square(x):
    return x * x

result = apply_function(square, 4)  # 输出：16
print(result)

在上面的例子中，apply_function接受一个函数f和一个值value作为参数，并应用f到value上。

函数作为返回值

函数不仅可以作为参数，还可以作为返回值。这种技巧可以帮助我们实现更灵活的代码结构。

def outer():
    def inner():
        return "Hello from the inner function"
    return inner

my_function = outer()
print(my_function())  # 输出：Hello from the inner function

在这个例子中，outer函数返回了inner函数，我们可以通过my_function调用inner函数。

3. 匿名函数（Lambda函数）

匿名函数（lambda函数）是一个轻量级的函数定义方式，它不需要使用def关键字，也不需要给函数命名。lambda函数常用于短小的函数逻辑，通常作为其他函数的参数。

语法

lambda arguments: expression

示例：使用lambda定义一个加法函数

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

lambda函数常用于排序和映射

pairs = [(1, 2), (3, 1), (5, 4)]
sorted_pairs = sorted(pairs, key=lambda pair: pair[1])
print(sorted_pairs)  # 输出：[(3, 1), (1, 2), (5, 4)]

在这个例子中，lambda函数被用作sorted函数的key参数，用来根据元组的第二个元素对列表进行排序。

4. 偏函数（Partial Functions）

偏函数是通过固定函数的一些参数值来生成新的函数。Python的functools模块提供了partial函数来创建偏函数。偏函数常常用于减少冗长的函数调用，简化代码。

示例：使用partial创建偏函数

from functools import partial

def multiply(x, y):
    return x * y

# 创建一个新函数，固定x为2
double = partial(multiply, 2)

print(double(5))  # 输出：10

在上面的例子中，partial(multiply, 2)创建了一个新的函数double，它只接受一个参数y，而x的值始终为2。

5. 递归函数

递归函数是指函数调用自身的函数。在Python中，递归函数通常用于解决一些可以分解成相同子问题的问题，比如计算阶乘、斐波那契数列等。

示例：计算阶乘

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

print(factorial(5))  # 输出：120

在这个例子中，factorial函数通过递归调用自身来计算一个数的阶乘。当n等于1时，递归结束。