Python中的函数：基本概念和定义

函数是一组可重复使用的代码块，该代码块接受输入并返回结果。通过使用函数，我们可以将复杂的程序划分为更小、更具体的任务，从而提高代码的可读性和可维护性。

在Python中，函数的定义以关键字def开始，后跟函数的名称、参数列表和冒号。函数体在缩进块中，并且通过return语句返回结果（可选）。下面是一个简单的函数定义的示例：

def greet(name):
    return "Hello, " + name + "!"

在这个函数中，greet是函数的名称，name是函数的参数。函数体是return "Hello, " + name + "!"，它将把一个字符串返回给调用函数的地方。调用函数时，可以传递一个参数，它将替换函数体中的name参数。

函数可以有多个参数，也可以没有参数。如果一个函数没有返回语句，它将默认返回None。

为了调用一个函数，只需使用函数的名称，并将所需的参数传递给函数。例如，我们可以调用上面示例中的函数如下：

greeting = greet("Alice")
print(greeting)

这将输出Hello, Alice!。

函数还可以具有默认参数值。默认参数在函数定义中指定，并且具有一个默认值。对于默认参数值，可以不传递对应的参数，而函数将使用默认值。例如：

def greet(name=""):
    if name:
        return "Hello, " + name + "!"
    else:
        return "Hello, world!"

greeting = greet()
print(greeting)  # 输出：Hello, world!
greeting = greet("Alice")
print(greeting)  # 输出：Hello, Alice!

在这个例子中，函数greet具有一个默认参数name=""，其默认值为空字符串。如果在调用函数时不传递参数，则函数将返回Hello, world!；如果传递了参数，则函数将使用该参数。

函数还可以返回多个值，以元组的形式返回。例如：

def add_and_subtract(a, b):
    return a + b, a - b

result = add_and_subtract(5, 3)
print(result)  # 输出：(8, 2)

在这个例子中，函数add_and_subtract返回了两个值：a + b和a - b。调用函数后，将返回一个元组(8, 2)，我们可以通过索引来访问每个值。

函数还可以嵌套定义，这意味着一个函数可以在另一个函数的内部定义。嵌套函数可以访问其包含函数的变量。这种机制允许我们创建更模块化和可重用的代码。例如：

def outer():
    x = 1
    
    def nested():
        y = 2
        return x + y
    
    return nested()

result = outer()
print(result)  # 输出：3

在这个例子中，函数nested是在函数outer内部定义的，并且可以访问变量x。在调用函数outer后，将调用并返回嵌套函数nested的结果。

总结：函数是一种组织代码、促进重用的重要工具。我们可以通过定义函数并在需要时调用它们来实现这一点。函数可以具有参数和返回值，可以有默认参数值，甚至可以嵌套定义。通过合理使用函数，我们可以提高代码的可读性、可维护性和重用性。