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Python 是一门非常流行的编程语言，由于其简洁、易读、易学，越来越受到开发人员的欢迎。Python 拥有丰富的库和函数，可以支持各种各样的应用，而 Python 函数又是 Python 编程的基础。

一、函数的基础

Python 函数是用来执行特定任务的代码块。函数是定义一次，可以多次调用的，避免了重复的工作，提高了代码的复用性。

1、定义函数

在 Python 中定义函数，需要使用关键字 def，后面跟函数名称和一对圆括号。


def my_function():
    # 这里是函数体
    print("Hello, world!")

函数可以有参数，参数需要被放置在圆括号中。


def my_function(name):
    # 这里是函数体
    print("Hello", name)

函数可以有返回值，使用关键字 return。


def my_function(x):
    # 这里是函数体
    return x**2

2、调用函数

定义函数后，需要调用才能执行代码。


def my_function(name):
    # 这里是函数体
    print("Hello", name)

my_function("John")

3、函数的局部变量和全局变量

在函数内部定义的变量称为局部变量，在函数外部定义的变量称为全局变量。


x = 50

def my_function():
    x = 20
    print(x)

my_function()
print(x)

4、函数的默认参数

函数可以有默认参数，调用函数时如果没有传入参数，则使用默认值。


def my_function(name="World"):
    print("Hello", name)

my_function()
my_function("John")

5、函数的不定长参数

函数可以接受不定长参数，参数个数可以是任意的。


def my_function(*args):
    for arg in args:
        print(arg)

my_function("Hello", "World", "John")

二、内置函数

Python 提供了很多内置函数，这些函数可以直接调用，无需额外定义。

1、print()

用于输出指定对象的文本表示。


print("Hello, World!")

2、len()

用于返回对象（字符、元组、列表等）的长度。


x = "Hello, World!"
print(len(x))

3、range()

用于生成一个序列，通常用来循环指定次数。


for i in range(10):
    print(i)

4、int()

用于将指定的对象转换为整数（int类型）。


x = "100"
print(int(x))

5、str()

用于将指定对象转换为字符串（str类型）。


x = 100
print(str(x))

三、常用库函数

1、math 模块

Python 中的 math 模块提供了很多数学函数。


import math

x = 4

# 平方根
print(math.sqrt(x))

# 正弦
print(math.sin(x))

# 反正切
print(math.atan(x))

2、datetime 模块

Python 中 datetime 模块用于处理日期和时间。


import datetime

# 当前时间
current_time = datetime.datetime.now()
print(current_time)

# 时间差
time1 = datetime.datetime(2020, 1, 1)
time2 = datetime.datetime.now()
print(time2 - time1)

3、random 模块

Python 中 random 模块用于生成伪随机数。


import random

# 生成随机整数
print(random.randint(1, 100))

# 生成随机浮点数
print(random.uniform(1, 100))

# 从序列中随机选择
print(random.choice([1, 2, 3, 4, 5]))

4、re 模块

Python 中的 re 模块用于匹配字符串。


import re

# 匹配字符串
x = "The rain in Spain"
match_obj = re.search("ai", x)
print(match_obj.span())
print(match_obj.group())

5、json 模块

Python 中的 json 模块用于处理 JSON 数据。


import json

# 转换为 JSON 格式
x = {"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}
print(json.dumps(x))

# 转换为 Python 格式
y = '{"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}'
print(json.loads(y))

四、结语

本文介绍了 Python 函数的基础、常用的内置函数和库函数。函数是 Python 编程的基础，掌握不同类型函数的使用可以提高编程效率。