Python 中函數的應用非常廣泛，比如 input() 、print()、range()、len() 函數等等，這些都是 Python 的內置函數，可以直接使用。

3.1 def語句和參數

如果調用print()或者len()函數，你會傳入一些值，放在括號之間，在這里稱為“參數”。也可以自己定義接收參數的函數。

>>> def hello (name):print('hello '+ name)
>>> hello('alice')
hello alice
>>> hello('bob')
hello bob

在這個程序的hello（）函數定義中，有一個名為name的變元。“變元”是一個變量，當函數被調用時，參數就存放在其中。

【注】保存在變元中的值，在函數返回后就丟失了。

3.2 返回值和return語句

函數調用求值的結果，稱為函數的“返回值”。

用def語句穿創建函數時，可以用return語句指定應該返回什么值。return語句也包含以下部分

• return 關鍵字
• 函數應該返回的值或表達式

如果在return語句中使用了表達式，返回值就是該表達式求值的結果。

3.3 None值

在python中有一個值稱為None，他表示沒有值。None是NoneType數據類型的唯一值。 print()函數在屏幕上顯示文本，但他不需要返回任何值，這就和len()和input()不同。但既然所有函數調用都需要求值為一個返回值，那么print（）就返回None

>>> spam = print('hello')
hello
>>> None ==spam
True
>>>

在幕后，對于沒有return語句的函數定義，python都會在末尾加上return None。這類似于while或者fo循環隱式的以continue語句結尾。而且，如果使用帶值的return語句（也就是只有return關鍵字本身），那么就返回None。

3.4關鍵字參數和print()

大多數參數是由他們在函數調用中的位置來識別的。但是“關鍵字參數”是有函數調用是加在他們前面的關鍵字來識別的。關鍵字參數通常用于可選變元*。例如，print（）函數有可選的變元end和sep，分別指定在參數末尾打印什么，以及在參數之間打印什么來隔開它們*

>>> print('dog','cat','mice')
dog cat mice
>>> print('dog','cat','mice',sep=',')
dog,cat,mice
>>>

3.5 局部作用域

在被調用函數內賦值的變元和變量，處于該函數的“局部作用域”，在所有函數之外復制的變量，屬于“全局作用域”。處于局部作用域的變量，被稱為“局部變量”。處于全局作用域的變量，被稱為“全局變量”。一個變量必是其中的一種，不能既是全局有事局部的。 可以將“作用域”看成是變量的容器。當作用域被銷毀時，所有保存在該作用域內的變量值就被丟棄了。

作用域很重要，理由如下：

• 全局作用域中的代碼不能使用任何局部變量
• 但是，局部作用域可以訪問全局變量
• 一個函數的局部作用域中的代碼，不能使用其他局部作用域中的變量
• 如果在不同的作用域中，你可以用相同的名字命名不同的變量

3.5.1 局部變量不能在全局作用域內使用

def spam():
   eggs = 111
spam()print(eggs)

如果運行這個程序就會出錯，eggs變量只屬于spam（）調用所創建的局部作用域。

3.5.2 局部作用域不能使用其他局部作用內的變量

def spam():
   eggs = 99
   bacon()
   print(eggs)
   
def bacon()
   ham = 101
   eggs = 0
   
spam()

程序運行時，spam()被調用，創建一個局部作用域。局部變量eggs被賦值為99。然后bacon()函數被調用，創建第二個作用域。多個局部作用域能同時存在。在這新的局部作用域中，局部變量ham也被創建被賦值為101。局部變量eggs也被創建并賦值為0。 當bacon()返回時，這次調用的局部作用域被銷毀。程序執行在spam()函數中繼續，打印出eggs的值。這次spam()調用的局部作用域任然存在，eggs被賦值為99.

3.5.3 全局變量可以在局部作用域中讀取

def spam():
   print(eggs)
eggs = 42
spam()print(eggs)

3.6 global 語句

如果需要在一個函數內修改全局變量，就是用global語句

有四條法則，來區分一個變量是處于局部作用域還是全局作用域

• 如果變量在全局作用域中使用（即在所有函數之外），它就是全局變量
• 如果在一個函數中，有針對該變量的global語句，它就是全局變量
• 否則，如果該變量用于函數中的賦值語句，它就是局部變量
• 但是，如果該變量沒有用在賦值語句中，它就是全局變量

3.7 異常處理

當程序運行出錯時，可以用try和except語句來處理。那些可能出錯的語句被放在try子句中。如果錯誤發生，程序執行就轉到接下來的except子句開始處。

如果try子句中的代碼導致一個錯誤，程序執行就立即轉到except子句中的代碼，一旦執行跳到except子句的代碼中，就不會回到try的子句中了

3.8一個小程序：猜數字

import random

secretNumber = random.randint(1,20)print('i am think of number between 1 and 20:')for guessesTaken in range(1,7):
   print('take a guess')
   guess = int(input())

   if guess print('you guess is too low.')
   elif guess > secretNumber:
       print('you guess is too high')
   else:
       breakif guess == secretNumber:
   print('good job!the number i was thinking of was ' + str(secretNumber)+
         ' and  you guessed my number in  ' +  str(guessesTaken) + ' guesses')else:
   print('Nope. the number i was thinking of was ' + str(secretNumber))

3.9 實踐

Collatz 序列 編寫一個名為 collatz()的函數，它有一個名為 number的參數。如果參數是偶數，那么 collatz()就打印出 number // 2，并返回該值。如果 number是奇數，collatz()就打印并返回 3 * number + 1。

然后編寫一個程序，讓用戶輸入一個整數，并不斷對這個數調用collatz()，直到函數返回值１（令人驚奇的是，這個序列對于任何整數都有效，利用這個序列， 你遲早會得到 1！既使數學家也不能確定為什么。你的程序在研究所謂的“Collatz 序列”，它有時候被稱為“最簡單的、不可能的數學問題”）。

在前面的項目中添加 try 和 except 語句，檢測用戶是否輸入了一個非整數的字符串。正常情況下，int()函數在傳入一個非整數字符串時，會產生 ValueError 錯誤，比如 int(‘puppy’)。在 except子句中，向用戶輸出一條信息，告訴他們必須輸入一個整數。

示例代碼1：

def collatz(number):
   if number == 1:
       return 1
   elif number % 2 == 0:
       numbers = number//2
       print(numbers)
       collatz(numbers)
   elif number % 2 == 1:
       numbers = 3*number+1
       print(numbers)
       collatz(numbers)print('please input a number')
try:
   number = int(input())
   collatz(number)
except ValueError:
   print('please input a integer number')

示例代碼 2：

def collatz(number):

   if number % 2 == 0:
       numbers = number//2
       return numbers
   else:
       numbers = 3*number+1
       return numbersprint('please input a integer number')
try:
   number=int(input())
   while collatz(number) != 1:
       print(collatz(number))
       new_number=collatz(number)
       number = new_number
       collatz(number)
   print(collatz(number))
except ValueError:
   print('please input a integer')