函数里的变量，为什么有的能用有的不能用？

小象实战讲义 · Python 编程从入门到实践

函数是 Python 中组织代码、实现复用的核心工具。在学完列表、元组、集合、字典这些数据结构之后，本节我们将系统地学习如何定义和使用函数，并理解函数内外变量的作用范围。学完本节，你将能清晰地分辨函数参数的类型，并避免因变量作用域不清而导致的常见错误。

💡 核心导读

• 函数定义与调用：掌握 def 关键字定义函数，以及通过函数名加括号进行调用的基本形式。
• 形参与实参：理解定义函数时的形式参数（形参）和调用函数时传入的实际参数（实参）的区别。
• 参数的高级用法：学习缺省参数和命名参数，让函数调用更灵活。
• 变量作用域：分清局部变量和全局变量，知道它们各自在哪里有效，以及修改全局变量时需要 global 声明。

函数的基本形式

函数是对一段特定功能的代码封装。定义后，通过一个名字即可反复调用这段代码，无需重复编写。

定义语法：

def 函数名(参数):
    函数体代码
    return 返回值  # 可选

• def 是定义函数的关键字。
• 函数名 遵循变量命名规则。
• 参数 是可选的，写在括号内，多个参数用逗号分隔。
• 函数体是一个缩进的代码块，与 if、for 的代码块格式要求一致。
• return 语句用于把结果返回给调用者；return 也可以没有，这种函数称为无返回值函数。

调用方式：函数名(参数)

下面是本节的第一组示例：先定义一个打印固定用户信息的无参函数，再定义一个带参函数，对比“写死信息”和“由调用者传入信息”两种做法。

# 定义无参函数
def print_user_info():
    print("name: zhangsan")
    print("age: 10")
    print("gender: male")

# 调用函数
print_user_info()

# 定义带参函数：name, age, gender 是形参
def print_user_info2(name, age, gender):
    print("name: {}".format(name))
    print("age: {}".format(age))
    print("gender: {}".format(gender))

# 调用函数，把变量作为实参传入
name = "悟空"
age = 100
gender = "female"
print_user_info2(name, age, gender)

# 实参也可以直接写字面值
print_user_info2("悟空", 100, "male")

name: zhangsan
age: 10
gender: male
name: 悟空
age: 100
gender: female
name: 悟空
age: 100
gender: male

函数的参数：形参与实参

为了让函数处理不同的数据，我们需要给它传递参数。

• 形参 (Formal Parameter)：定义函数时设置的参数，是形式上的变量名。
• 实参 (Actual Parameter)：调用函数时传入的参数，是实际的值。

调用时，实参按顺序依次传递给形参；实参不仅可以是变量，也可以是直接写在调用处的字面值。

让函数调用更灵活：缺省参数与命名参数

缺省参数

在定义函数时，可以为某些参数指定一个默认值，这样的参数称为缺省参数。调用时，如果未提供该参数的值，则使用默认值。

定义规则：缺省参数必须放在参数列表的最后。

命名参数

调用函数时，可以通过指定参数名来传递值，这称为命名参数。使用命名参数时，可以不按形参定义的顺序传参；参数名必须与定义时的形参名称相同。

def x_y_sum(x, y=20):  # y 是缺省参数，默认值为 20
    return x + y

print(x_y_sum(10))      # 只传 x，y 使用缺省值 20
print(x_y_sum(10, 30))  # 传入 30 替换缺省值

def x_y_sum2(x=10, y=20):
    return x + y

print(x_y_sum2(y=30, x=15))  # 按参数名传，顺序可以与定义时不同
print(x_y_sum2(x=20))        # 只传 x，y 使用默认值
print(x_y_sum2())            # 都使用默认值
print(x_y_sum2(30))          # 只传第一个位置参数，y 仍用默认值

30
40
45
40
30
50

错误示例：将缺省参数放在非缺省参数前面会导致语法错误。

def wrong_sum(y=20, x):  # 错误！缺省参数 y 不能放在非缺省参数 x 前面
    return x + y

原因：如果只传一个参数 wrong_sum(10)，Python 无法确定这个 10 是给 y 还是给 x。

函数中的变量：局部与全局

局部变量

在函数内部定义的变量称为局部变量。

• 作用范围：仅在定义它的函数内部有效。
• 独立性：不同函数内的局部变量即使同名，也互不影响。
• 外部不可见：在函数外部或其他函数内部无法直接访问。

def func_a():
    x = 1  # func_a 的局部变量 x
    print("func_a 中的 x: {}".format(x))

def func_b():
    x = 2  # func_b 的局部变量 x，与 func_a 的 x 无关
    print("func_b 中的 x: {}".format(x))

func_a()
func_b()

# 常见误区：跨函数访问局部变量
def set_name():
    my_name = "张三"  # 局部变量

def get_name():
    print(my_name)  # 错误！此处无法访问 set_name 中的 my_name

set_name()
# get_name()  # 取消注释会报 NameError: name 'my_name' is not defined

# 正确做法：通过 return 将局部变量的值传递出来
def set_name2():
    name = "张三"
    return name  # 返回局部变量的值

def print_name(n):
    print(n)

retrieved_name = set_name2()  # 用外部变量接收返回值
print_name(retrieved_name)    # 将返回值作为参数传入

func_a 中的 x: 1
func_b 中的 x: 2
张三

全局变量

在函数外部定义的变量称为全局变量。

• 作用范围：从定义开始，到整个文件结束，在函数内部也可以访问（读取）。
• 修改限制：在函数内部修改全局变量的值，需要使用 global 关键字声明。

name = "张三"  # 全局变量

def get_name():
    print(name)  # 在函数内部可以读取全局变量

get_name()
print(name)  # 在函数外部也可以读取

张三
张三

修改全局变量：在函数内部修改全局变量的值，必须先用 global 关键字声明；具体现象和写法放到后面的练习讲解里完整展开。

命名建议：为了清晰区分，全局变量命名常以 g_ 开头（如 g_name），但这只是约定，并非语法要求；决定一个变量是不是全局变量的是它声明的位置，而不是名字。

📝 动手练一练

1. 编写一个函数 greet(name, greeting="Hello")，它接受一个名字和一个可选的问候语（默认为 “Hello”），并打印问候语和名字。尝试用不同的方式调用它：只传名字、同时传名字和自定义问候语、使用命名参数颠倒顺序传入。

def greet(name, greeting="Hello"):
    print("{}, {}!".format(greeting, name))

# 只传名字，使用默认问候语
greet("Alice")
# 同时传名字和自定义问候语
greet("Bob", "Good morning")
# 使用命名参数，颠倒顺序
greet(greeting="Hi", name="Charlie")

Hello, Alice!
Good morning, Bob!
Hi, Charlie!

常见错误

小结

1. 函数用 def 定义，通过函数名加括号调用。
2. 定义时的参数叫形参，调用时传入的值叫实参。
3. 缺省参数让调用更简洁，但必须定义在参数列表末尾。
4. 命名参数允许在调用时不按形参顺序传参。
5. 局部变量在函数内定义，仅函数内有效；全局变量在函数外定义，整个文件有效。
6. 在函数内修改全局变量，必须先用 global 关键字声明。

📋 行动清单

• 将“动手练一练”中的代码自己敲一遍，并尝试修改参数，观察输出变化。
• 创建一个全局变量 g_count = 0，写一个函数 increment()，在函数内用 global 声明并修改 g_count，调用几次后打印其值，验证修改是否生效。
• 故意写一个错误的函数定义（如缺省参数在前），运行它，看看 Python 会报什么错。

—— 小象教研组