前言

前幾天我們已經學會了如何存資料、做運算，以及用條件判斷與迴圈來控制流程。不過，如果程式越寫越大，一直重複貼相似的程式碼，不僅難以維護，也容易出錯。這時候，就需要用到 函式（Function）。

函式的角色就像是一個「工具」或「機器」：

• 你給它材料（引數），它會依照設計好的方式處理，最後再把結果交給你（回傳值）。
• 這樣一來，程式不但更乾淨，而且可以重複使用，做到「寫一次，用很多次」。

在日常生活中：

• 微波爐就像一個函式，放進食物（引數），按下按鈕，會加熱後交還（回傳值）。
• 自動販賣機也是函式，投錢並選擇飲料（引數），它吐出一瓶飲料（回傳值）。

今天會學到：

1. 函式的定義與呼叫 —— 如何建立自己的小工具。
2. 參數與引數的差別 —— 清楚知道「設計工具」和「使用工具」的不同。
3. 回傳值與 return —— 如何讓函式把結果交回來。
4. 多種參數技巧 —— 預設值、*args、**kwargs。
5. 文件字串（docstring） —— 幫函式加上說明文件，讓別人一看就懂用途。
6. 常見錯誤與陷阱 —— 例如忘記 return，或使用錯誤的預設值。
7. 實作練習 —— 透過小工具函式庫與題目練習，將概念轉成實力。

學會函式之後，程式就能更有架構，並且開始具備「模組化思維」，這也是邁向大型專案開發的重要基礎。

函式的定義與呼叫

# 定義一個函式（Function）：加總兩數
def add(a, b):             # a, b 是[參數]
    result = a + b
    return result          # 傳出[回傳值]

# 呼叫函式，給予[引數]
print(add(3, 5))           # 輸出：8

重點記憶：def 定義函式，return 把資料傳出

參數與引數的差別

回傳值與 return

def square(x):         # x 是[參數]
    return x * x       # 傳出[回傳值]

y = square(4)          # y 得到 16
print(y)               # 輸出：16

❗ 如果沒寫 return，會默認回傳 None

多種參數技巧（預設值、*args、**kwargs）

預設參數值

def greet(name="小明"):
    print(f"哈囉，{name}！")

greet("阿華")    # 傳入引數
greet()          # 使用預設值

-- 若有印引數，則程式會採用引數阿華，若無，則使用預設的小明

可變位置參數：*args

def total(*args):    # args 會收集所有位置引數成為 tuple
    return sum(args)

print(total(1, 2, 3))    # 輸出：6
print(total(1, 2, 3, 4, 5))    # 輸出：15

可變關鍵字參數：**kwargs

def profile(**kwargs):   # kwargs 會收集所有關鍵字引數成為 dict
    for k, v in kwargs.items():
        print(f"{k}：{v}")

profile(name="小美", age=18)
# 輸出：
# name：小美
# age：18

常見錯誤與陷阱

1. 漏寫 return

def bad_add(a, b):
    result = a + b
    # 忘記寫 return
print(bad_add(3,5)) # 輸出 None，如圖1

def good_add(a, b):
    result = a + b
    return result    # 正確回傳結果
print(good_add(3, 5))  # 輸出 8，如圖2

-- 圖1:
--
圖2:

2. 預設值使用可變物件（list/dict）

錯誤寫法：

def bad_append(item, target=[]):  #  所有呼叫都用同一個 list
    target.append(item)
    return target

print(bad_append(1))    # [1]
print(bad_append(2))    # [1, 2] ← 上次的結果還在！

正確寫法：

def good_append(item, target=None):
    if target is None:
        target = []     # 每次都建立新的 list
    target.append(item)
    return target

print(good_append(1))    # [1]
print(good_append(2))    # [2] ← 正確！

3. 回傳多值的處理

def calculate(a, b):
    return a + b, a - b, a * b    # 回傳 tuple

# 接收多個回傳值
add_result, sub_result, mul_result = calculate(10, 3)
print(f"加：{add_result}, 減：{sub_result}, 乘：{mul_result}")

超快速對照表

整合範例：自訂一個小工具函式庫

def add(x, y):
    """加法運算"""
    return x + y

def subtract(x, y):
    """減法運算"""
    return x - y

def multiply(x, y):
    """乘法運算"""
    return x * y

def divide(x, y=1):
    """除法運算，預設除以 1"""
    if y == 0:
        return "除以零錯誤"
    return x / y

def show_all(x, y):
    """展示所有運算結果"""
    print(f"加法：{add(x, y)}")
    print(f"減法：{subtract(x, y)}")
    print(f"乘法：{multiply(x, y)}")
    print(f"除法：{divide(x, y)}")

# 測試
show_all(10, 5)

變數作用域（Scope）補充

x = 100    # 全域變數

def test_scope():
    x = 50    # 區域變數，只在函式內有效
    print(f"函式內的 x：{x}")

test_scope()    # 輸出：函式內的 x：50
print(f"函式外的 x：{x}")    # 輸出：函式外的 x：100

Lambda 函式（一行式函式）

# 一般函式
def square(x):
    return x ** 2

# Lambda 函式（匿名函式）
square_lambda = lambda x: x ** 2

print(square(5))         # 25
print(square_lambda(5))  # 25

# 常用於排序、過濾
numbers = [3, 1, 4, 1, 5]
sorted_nums = sorted(numbers, key=lambda x: -x)  # 降序排列
print(sorted_nums)  # [5, 4, 3, 1, 1]

三題小練習

1. 寫一個函式 greet(name)：輸出 你好，{name}！
2. 寫一個函式 even_or_odd(n)：判斷奇偶，回傳 "偶數" 或 "奇數"
3. 寫一個函式 calc(*nums)：可接受任意數量數字，回傳 (總和, 平均)

練習題解答

# 題目 1
def greet(name):
    """打招呼函式"""
    print(f"你好，{name}！")

# 測試
greet("Jr")    # 輸出：你好，Jr！

# 題目 2
def even_or_odd(n):
    
    if n % 2 == 0:
        return "偶數"
    else:
        return "奇數"

# 測試
print(even_or_odd(4))    # 輸出：偶數
print(even_or_odd(7))    # 輸出：奇數

# 題目 3
def calc(*nums):
    """計算總和與平均
    
    參數：
        *nums: 任意數量的數字
        
    回傳：
        tuple: (總和, 平均)
    """
    if not nums:    # 如果沒有傳入數字
        return 0, 0
    
    total = sum(nums)
    average = total / len(nums)
    return total, average

# 測試
print(calc(1, 2, 3, 4, 5))    # 輸出：(15, 3.0)
print(calc(10, 20))           # 輸出：(30, 15.0)

進階技巧：錯誤處理

def safe_divide(x, y):
    """安全的除法運算
    
    參數：
        x (float): 被除數
        y (float): 除數
        
    回傳：
        float 或 str: 運算結果或錯誤訊息
    """
    try:
        if y == 0:
            raise ZeroDivisionError("不能除以零")
        return x / y
    except ZeroDivisionError as e:
        return f"錯誤：{e}"
    except Exception as e:
        return f"未知錯誤：{e}"

# 測試
print(safe_divide(10, 2))    # 5.0
print(safe_divide(10, 0))    # 錯誤：不能除以零