函式

函式是把一段程式包起來、取個名字，之後要用就呼叫它，不必一直重寫。這一章看怎麼定義函式、傳資料進去、把結果拿回來。

定義與呼叫

用 def 定義函式：def 後面接名字和一對括號，底下縮排的就是函式的內容。定義好之後，寫「名字加括號」就能呼叫它：

def greet(name):
    print("你好，" + name)


greet("小明")

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括號裡的 name 是參數，呼叫時給的 "小明" 會被塞進去。按「下一步」時注意，呼叫 greet 那一刻，右邊的呼叫堆疊會多出一層，跳進函式裡執行。

回傳值：return

前面的 greet 只是印東西。更常見的是讓函式算出一個結果交回來，用的是 return：

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


result = add(3, 5)
print(result)

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add(3, 5) 執行到 return a + b，就把 8 交回呼叫的地方，存進 result。函式一旦 return，就結束、跳回原來的位置。

return 也可以一次回傳好幾個值，用逗號隔開；接收時同樣用逗號一次拆開：

def divide(a, b):
    return a // b, a % b


quotient, remainder = divide(17, 5)
print("商是", quotient)
print("餘數是", remainder)

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return a // b, a % b 一口氣把商和餘數都交回來，quotient, remainder = divide(17, 5) 再一次接住兩個。

參數的預設值

參數可以給預設值。呼叫時沒提供，就用預設的；有提供，就用你給的：

def greet(name, greeting="你好"):
    print(greeting + "，" + name)


greet("小明")
greet("小美", "早安")

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greet("小明") 沒給 greeting，用預設的「你好」；greet("小美", "早安") 則把預設值蓋掉。

定義時有一條規則：有預設值的參數要放在沒有預設值的後面。寫成 def greet(greeting="你好", name) 是不行的，Python 會直接報 SyntaxError。原因是呼叫時的值是從左邊開始填的，greet("小明") 會填到 greeting，反而讓 name 沒有值，這個預設值就永遠派不上用場。

位置引數與關鍵字引數

先把兩個詞分清楚：定義函式時寫在括號裡的名字叫參數（parameter），像 describe(name, age) 裡的 name 和 age；呼叫時實際交進去的值叫引數（argument），像 describe("小明", 18) 裡的 "小明" 和 18。呼叫要做的事，就是把每個引數對到一個參數。Python 有兩種對法：靠位置，或靠名字。

def describe(name, age):
    print(name, "今年", age, "歲")


describe("小明", 18)
describe(age=20, name="小美")

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describe("小明", 18) 沒有寫名字，Python 就照順序對：第一個引數給第一個參數 name，第二個給 age。這種叫位置引數。describe(age=20, name="小美") 用 參數名=值 的寫法直接指名，這種叫關鍵字引數，對的是名字，所以順序可以隨便排。步進時看右邊的呼叫堆疊，兩次呼叫裡 name 和 age 拿到的值都是對的。

位置引數：照順序，數量要剛好

位置引數的規則只有一條：第幾個引數，就給第幾個參數。Python 只認順序，不會管值合不合理，所以順序放反了它不會發現，只會給你一個怪怪的結果：

def describe(name, age):
    print(name, "今年", age, "歲")


describe("小明", 18)
describe(18, "小明")

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第二次呼叫把 18 給了 name、"小明" 給了 age，印出「18 今年 小明 歲」。程式沒有報錯，這種錯只能靠自己看出來。

數量 Python 倒是會檢查：函式定義了幾個參數，位置引數就要給剛好幾個（有預設值的可以省略，後面會講）。少給，Python 會告訴你哪個參數沒拿到值：

# 最後一行故意寫錯，看 Python 會報什麼錯。
# type: ignore[ty:missing-argument]


def describe(name, age):
    print(name, "今年", age, "歲")


describe("小明", 18)
describe("小美")

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describe("小美") 只給了一個，age 沒有值，程式停下來、報出 TypeError: describe() missing 1 required positional argument: 'age'。多給也一樣不行：

# 最後一行故意寫錯，看 Python 會報什麼錯。
# type: ignore[ty:too-many-positional-arguments]


def describe(name, age):
    print(name, "今年", age, "歲")


describe("小明", 18)
describe("小美", 20, 165)

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describe 只有兩個參數，卻塞了三個值，第三個 165 沒地方放，報的是 TypeError: describe() takes 2 positional arguments but 3 were given。訊息裡直接寫了「定義幾個、給了幾個」，對照函式定義就能找到問題。

關鍵字引數：名字要對得上

關鍵字引數的規則也只有一條：等號左邊要和定義裡的參數名一模一樣。名字對上了，順序就無所謂；名字對不上，就算只差一個字母，Python 也不會幫你猜：

# 最後一行故意寫錯，看 Python 會報什麼錯。
# type: ignore[ty:unknown-argument, ty:missing-argument]


def describe(name, age):
    print(name, "今年", age, "歲")


describe(name="小明", age=18)
describe(name="小美", year=20)

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describe 的參數叫 age，不叫 year，所以 year=20 對不到任何參數，報 TypeError: describe() got an unexpected keyword argument 'year'。看到「unexpected keyword argument」，就回去對照函式定義，通常是名字打錯，或記錯了參數叫什麼。

兩種混用時的規則

一次呼叫裡可以同時用兩種，最常見的寫法是前面幾個靠位置、後面幾個指名：

def describe(name, age):
    print(name, "今年", age, "歲")


describe("小明", age=18)
describe("小美", 20)
describe(name="小華", age=22)

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describe("小明", age=18)："小明" 沒寫名字，照位置給第一個參數 name；age=18 指名給 age。混用時要守兩條規則。

第一條：位置引數要全部放在關鍵字引數前面。位置引數靠「第幾個」對應，一旦前面出現了指名的引數，後面再出現沒名字的值，Python 就數不出它是第幾個了。這條規則 Python 在執行前就會檢查，所以違反了是 SyntaxError，程式一步都不會跑：

def describe(name, age):
    print(name, "今年", age, "歲")


describe(name="小明", 18)

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describe(name="小明", 18) 先指名再給位置，報 SyntaxError: positional argument follows keyword argument。改成 describe("小明", age=18)，或乾脆全部指名 describe(name="小明", age=18)，就都可以。

第二條：每個參數只能收到一個值。前面已經用位置給過的參數，後面不能再用名字給一次：

# 最後一行故意寫錯，看 Python 會報什麼錯。
# type: ignore[ty:parameter-already-assigned, ty:missing-argument]


def describe(name, age):
    print(name, "今年", age, "歲")


describe("小明", age=18)
describe("小美", name="小華")

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describe("小美", name="小華") 裡，"小美" 照位置已經給了 name，name="小華" 又要再給一次，Python 不知道該用哪個，報 TypeError: describe() got multiple values for argument 'name'。

什麼時候該用關鍵字引數

關鍵字引數最常用在有預設值的函式上。參數多、又大多有預設值時，你往往只想改其中一個：

def order(drink, size="中杯", ice="正常冰"):
    print(size, ice, drink)


order("紅茶")
order("紅茶", "大杯", "去冰")
order("紅茶", ice="去冰")

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order("紅茶", ice="去冰") 只改冰量，size 維持預設。如果只能用位置引數，就得寫成 order("紅茶", "中杯", "去冰")，把不想改的 "中杯" 也重打一次，才能把 "去冰" 排到第三個位置。另一個好處是可讀性：describe("小明", 18) 要回頭看定義才知道 18 是什麼，describe(name="小明", age=18) 一眼就懂。

整理

• 位置引數：照順序對應，第幾個給第幾個參數；數量要和參數一樣多，有預設值的可以省略。
• 關鍵字引數：寫 參數名=值，名字要和定義一字不差；順序隨意。
• 混用：位置引數全部在前、關鍵字引數全部在後，違反是 SyntaxError。
• 每個參數只能拿到一個值：少給、多給、重複給都是 TypeError，訊息會告訴你是哪個參數出問題。

提早 return

return 不一定要放在最後。一遇到就可以回傳、結束函式。這常拿來先處理特殊情況，把主要的邏輯留到後面，不用層層巢狀的 if：

def check_age(age):
    if age < 0:
        return "年齡不能是負的"

    if age < 18:
        return "未成年"

    return "成年"


print(check_age(-5))
print(check_age(15))
print(check_age(30))

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年齡是負的就直接回傳、不再往下；否則再看是不是未成年；都不是，才走到最後的「成年」。

接收任意多個引數：*args 與 **kwargs

有時你不知道會傳幾個引數進來。參數前面加一個 *，就會把所有位置引數收集成一個元組（tuple）。元組是一排不能改的資料，「元組、集合、字典」那章會詳細講，這裡只用到「能用 for 走過它」這件事：

def total(*numbers):
    result = 0
    for n in numbers:
        result = result + n

    return result


print(total(1, 2, 3))
print(total(10, 20, 30, 40))

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total(1, 2, 3) 和 total(10, 20, 30, 40) 傳的個數不同，函式裡的 numbers 都能一次收下、用迴圈加總。

加兩個 *（**）則是把關鍵字引數收集成一個字典（dictionary），以參數名當鍵、對應的引數當值：

def show_info(**info):
    for key in info:
        print(key, "：", info[key])


show_info(name="小明", age=18)

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info[key] 是用鍵取出對應的值，字典那章會講。呼叫時的 name 和 age 都沒有寫在函式定義裡，info 全收下了。參數名 args、kwargs 只是慣例，換成別的名字也行，重點是前面的 * 和 **。

遞迴

函式可以呼叫自己，這叫遞迴。關鍵是要有個停下來的條件，否則會無止盡地叫下去。下面用遞迴算階乘（5 的階乘是 5×4×3×2×1）：

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1

    return n * factorial(n - 1)


print(factorial(5))

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一直按「下一步」，看右邊的呼叫堆疊怎麼一層一層疊上去：factorial(5) 要先算 factorial(4)，factorial(4) 又要 factorial(3)……一路到 factorial(0) 回傳 1，才逐層乘回來，最後得到 120。這個「堆疊疊起來又收回去」的過程，用步進看最清楚。