在C#中沒有獨立的函數存在，只有類的（動態或靜態）方法這一概念，它指的是類中用於執行計算或其它行為的成員。在Python中，你可以使用類似C#的方式定義類的動態或靜態成員方法，因為它與C#一樣支持完全的面向對象編程。你也可以用過程式編程的方式來編寫Python程式，這時Python中的函數與類可以沒
在C#中沒有獨立的函數存在，只有類的（動態或靜態）方法這一概念，它指的是類中用於執行計算或其它行為的成員。在Python中，你可以使用類似C#的方式定義類的動態或靜態成員方法，因為它與C#一樣支持完全的面向對象編程。你也可以用過程式編程的方式來編寫Python程式，這時Python中的函數與類可以沒有任何關係，類似C語言定義和使用函數的方式。此外，Python還支持函數式編程，雖然它對函數式編程的支持不如LISP等語言那樣完備，但適當使用還是可以提高我們工作的效率。
本章主要介紹在過程編程模式下Python中函數的定義和使用方法，關於在面向對象編程中如何使用函數，我們將在下一章再討論。此外，我還會簡要介紹Python中的函數編程功能。
3.1 函數的定義
函數定義是最基本的行為抽象代碼，也是軟體復用最初級的方式。Python中函數的定義語句由def關鍵字、函數名、括弧、參數（可選）及冒號:組成。下麵是幾個簡單的函數定義語句：
1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 #定義沒有參數、也沒有返回值的函數
3 def F1():
4 print 'hello kitty!'
5 #定義有參數和一個返回值的函數
6 def F2(x,y):
7 a = x + y
8 return a
9 #定義有多個返回值的函數，用逗號分割不同的返回值，返回結果是一個元組
10 def F3(x,y):
11 a = x/y
12 b = x%y
13 return a,b
可能你已經註意到了，Python定義函數的時候並沒有約束參數的類型，它以最簡單的形式支持了泛型編程。你可以輸入任意類型的數據作為參數，只要這些類型支持函數內部的操作（當然必要時需要在函數內部做一些類型判斷、異常處理之類的工作）。
3.2 函數的參數
3.2.1 C#與Python在函數參數定義方面的差別
C#中方法的參數有四種類型:
(1) 值參數不含任何修飾符
(2) 引用型參數以ref 修飾符聲明（Python中沒有對應的定義方式）
(3) 輸出參數以out 修飾符聲明（Python中不需要，因為函數可以有多個返回值）
(4) 數組型參數以params 修飾符聲明
Python中函數參數的形式也有四種類型：
(1) f(arg1,arg2,...) 這是最常用的函數定義方式
(2) f(arg1=value1,arg2=value2,...,argN=valueN) 這種方式為參數提供了預設值，同時在調用函數時參數順序可以變化，也稱為關鍵字參數。
(3) f(*arg) arg代表了一個tuple，類似C#中的params修飾符作用，可以接受多個參數
(4) f(**arg) 傳入的參數在函數內部是保存在名稱為arg的dict中,調用的時候需要使用如f(a1=v1,a2=v2)的形式。
可以看出，Python函數參數定義與C#相比，最大的兩個區別是支持關鍵字參數和字典參數。
3.29更新：根據JeffreyZhao提示，C# 4.0 已經支持命名參數（即關鍵字參數）和可選參數（即參數預設值），詳情可見生魚片blog上的：《C#4.0新特性:可選參數,命名參數,Dynamic》。在此向兩位致謝。
3.2.2 關鍵字參數
關鍵字參數可以使我們調用含有很多參數、同時一些參數具有預設值的Python函數變得更簡單，也是Python實現函數重載的一種重要手段（到類與對象部分再詳細說這個問題）。下麵的例子說明瞭如何定義和調用含關鍵字參數的函數（引自Guido van Rossum《Python入門》，包括後面的幾個例子）：
1 def parrot(voltage, state='a stiff', action='voom', type='Norwegian Blue'):
2 print "-- This parrot wouldn't", action,
3 print "if you put", voltage, "Volts through it."
4 print "-- Lovely plumage, the", type
5 print "-- It's", state, "!"
可以用如下幾種方式調用：
1 parrot(1000) # 預設值
2 parrot(action = 'VOOOOOM', voltage = 1000000) # 關鍵字，預設值，次序可變
3 parrot('a thousand', state = 'pushing up the daisies')# 位置參數，預設值，關鍵字
4 parrot('a million', 'bereft of life', 'jump') # 位置參數，預設值
但以下幾種調用方式是錯誤的：
1 parrot() # 非預設的參數沒有提供
2 parrot(voltage=5.0, 'dead') # 關鍵字參數後面又出現了非關鍵字參數
3 parrot(110, voltage=220) # 參數值重覆提供
4 parrot(actor='John Cleese') # 未知關鍵字
3.2.3 字典參數
如果形參表中有一個形為**name的形參，在調用時這個形參可以接收一個字典，字典中包含所有不與任何形參匹配的關鍵字參數。例如下麵的函數：
1 def cheeseshop(**keywords):
2 for kw in keywords.keys(): print kw, ':', keywords[kw]
就可以象下麵這樣調用：
1 cheeseshop(client='John Cleese',
2 shopkeeper='Michael Palin',
3 sketch='Cheese Shop Sketch')
結果顯示：
client : John Cleese
shopkeeper : Michael Palin
sketch : Cheese Shop Sketch
3.2.4 函數參數調用的順序
調用Python函數時，參數書寫的順序分別為：非關鍵字參數，關鍵字參數，元組參數，字典參數。請記住以下幾點規則：
* 通過位置分配非關鍵字參數
* 通過匹配變數名分配關鍵字參數
* 其他額外的非關鍵字參數分配到*name元組中
* 其他額外的關鍵字參數分配到**name的字典中
* 用預設值分配給在調用時未得到分配的參數
一般說來，實參表中非關鍵字參數在前，關鍵字參數在後，關鍵字名字必須是形參名字。形參有沒有預設值都可以用關鍵字參數的形式調用。每一形參至多只能對應一個實參，因此，已經由位置參數傳入值的形參就不能在同一調用中再作為關鍵字參數。
總之，由於Python的函數參數定義和調用方式太靈活了，所以一開始容易把人搞暈。不過可以慢慢來，你會越來越發現Python的簡便所在。
3.3 函數文檔
在C#，可以使用文檔XML標記對函數進行註釋，這樣在VS等IDE中，輸入函數名後就會提示函數的功能、參數及返回值等的說明，方便函數的調用者。在Python中，也有類似的功能，即文檔字元串（Docstrings）。但Python的文檔字元串不像C#中的文檔XML標記那麼豐富，基本等同於C#中的<summary>標記，下麵讓我們一起來通過一個例子瞭解一下（引自《簡明Python教程》）：
1 def printMax(x, y):
2 '''Prints the maximum of two numbers.
3
4 The two values must be integers.'''
5 x = int(x) # convert to integers, if possible
6 y = int(y)
7
8 if x > y:
9 print x, 'is maximum'
10 else:
11 print y, 'is maximum'
12
13 printMax(3, 5)
14 print printMax.__doc__
輸出
$ python func_doc.py
5 is maximum
Prints the maximum of two numbers.
The two values must be integers.
在上述函數中，第一個邏輯行的字元串是這個函數的文檔字元串。文檔字元串的慣例是一個多行字元串，它的首行以大寫字母開始，句號結尾。第二行是空行，從第三行開始是詳細的描述，描述對象的調用方法、參數說明、返回值等具體信息。
可以使用__doc__（註意雙下劃線）調用printMax函數的文檔字元串屬性（屬於函數的名稱，請記住Python把每一樣東西都作為對象，包括這個函數）。它等同於用Python的內建函數help()讀取函數的說明。很多Python的IDE也依賴於函數的文檔字元串進行代碼的智能提示，因此我們在編寫函數時應養成編寫文檔字元串的習慣。
3.4 函數編程
Python中加入了一些在函數編程語言和Lisp中常見的功能，如匿名函數、高階函數及列表內涵等，關於最後一個問題我在《2 運算符、表達式和流程式控制制》已經介紹過了，本章只介紹匿名函數和高階函數。
3.4.1 匿名函數
lambda函數是匿名函數，用來定義沒有名字的函數對象。在Python 中，lambda只能包含表達式：lambda arg1, arg2 ... : expression。lambda 關鍵字後就是逗號分隔的形參列表，冒號後面是一個表達式，表達式求值的結果為lambda的返回值。
雖然lambda的濫用會嚴重影響代碼可讀性，不過在適當的時候使用一下lambda 來減少鍵盤的敲擊還是有其實際意義的，比如做排序的時候，使用data.sort(key=lambda o:o.year)顯然比
1 def get_year(o):
2 return o.year
3 func=get_year(o)
4 data.sort(key=func)
要方便許多。（引自《可愛的Python》）
3.29更新：根據JeffreyZhao提示，重新整理C#中匿名函數的內容（本部分主要參考MSDN，見http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/bb882516.aspx）：
在C#中也有匿名函數功能。在 C# 1.0 中，通過使用在代碼中其他位置定義的方法顯式初始化委托來創建委托的實例。C# 2.0引入了匿名方法的概念，作為一種編寫可在委托調用中執行的未命名內聯語句塊的方式。C# 3.0 引入了 Lambda表達式，這種表達式與匿名方法的概念類似，但更具表現力並且更簡練。這兩個功能統稱為“匿名函數”。通常，針對 .NET 3.5 及更高版本的應用程式應使用 Lambda 表達式。
Lambda 表達式可以包含表達式和語句，並且可用於創建委托或表達式目錄樹類型。所有 Lambda 表達式都使用 Lambda 運算符 =>， 運算符的左邊是輸入參數（如果有），右邊包含表達式或語句塊。可以將此表達式分配給委托類型，如下所示：
1 delegate int del(int i);
2 del myDelegate = x => x * x;
3 int j = myDelegate(5); //j = 25
3.4.2 高階函數
高階函數（High Order）是函數式編程的基礎，常用的高階函數有：
(1) 映射，也就是將演算法施於容器中的每個元素，將返回值合併為一個新的容器。
(2) 過濾，將演算法施於容器中的每個元素，將返回值為真的元素合併為一個新的容器。
(3) 合併，將演算法（可能攜帶一個初值）依次施於容器中的每個元素，將返回值作為下一步計算的參數之一，與下一個元素再計算，直至最終獲得一個總的結果。
Python通過map、filter、reduce三個內置函數來實現上述三類高階函數功能。本文不對這三個函數的用法進行詳細介紹，僅給出它們使用的示例代碼（引自《Python的map、filter、reduce函數》），請細細體會：
1
2 #coding:utf-8
3
4 def map_func(lis):
5 return lis + 1
6
7 def filter_func(li):
8 if li % 2 == 0:
9 return True
10 else:
11 return False
12
13 def reduce_func(li, lis):
14 return li + lis
15
16 li = [1,2,3,4,5]
17
18 map_l = map(map_func, li) #將li中所有的數都+1
19 filter_l = filter(filter_func, li) #得到li中能被2整除的
20 reduce_l = reduce(reduce_func, li) #1+2+3+4+5
21
22 print map_l
23 print filter_l
24 print reduce_l
運行結果如下：
C:\>python test1.py
[2, 3, 4, 5, 6]
[2, 4]
15
3.29更新：根據JeffreyZhao提示，C#可以用委托實現函數編程的大部分功能。不過說實話我沒這麼用過，因為是接觸了Python後才有的函數編程概念，以前用C#寫程式就壓根沒有函數編程思想，雖然知道"委托允許將方法作為參數進行傳遞"。但具體細節估計各位C#高手比我要清楚得多，我就不亂寫了。
3.5 小結
本章討論了Python中函數的定義和使用方法，要點如下：
(1) Python用def關鍵字、函數名、括弧、參數（可選）及冒號定義函數（要記得函數體縮進呀），函數可以有0、1或多個返回值；
(2) Python定義函數不需要（也不能）指定參數類型，它天生就是泛型的；
(3) Python支持（單獨或同時使用）普通參數、關鍵字參數、元組參數和字典參數四種類型的參數，請學會靈活使用它們；
(4) 文檔字元串（Docstrings）用於對Python的函數提供註釋，供自省函數及IDE調用；
(5) lambda關鍵字用來定義匿名函數，它僅支持表達式，某些情況下可以簡化代碼編寫量，但不要濫用；
(6) Python通過map、filter、reduce三個內置函數實現函數編程中映射、過濾及合併三類高階函數功能，但註意map和filter可以用列表內涵替代（參見第2章）。
進一步閱讀的參考：
[1] 本章內容較多的參考了Python之父Guido van Rossum的《Python入門》以及國內的一本經典教程《可愛的Python》，再次向大家推薦這兩本書，在此對作者及譯者致謝。
[2] 限於篇幅和深度，關於Python函數中的一些重要主題沒有討論，例如作用域、函數嵌套、遞歸等，我的觀點是先不要把事情弄得太複雜，慢慢來總是不錯的。如果你已學會了本章的內容，推薦你進一步閱讀《深入Python》，這本書中對很多主題的討論都是（我看多的書中）最深入的。
