前言

昨天在 Day19 我們介紹了函式的基礎操作，相信讀者們經過練習後，
對「函式的概念」已經比較熟悉了～

今天，我們要進入更實務的範例，順便提醒大家幾個容易踩雷的地方！
每個小標題（重點語法）都有實際範例，
幫助你理解「為什麼會這樣」，並知道「正確寫法」是什麼。

ㄧ、變數範圍（Scope）——LEGB 法則完整解析

變數在程式中「看得到」和「看不到」是有規則的。
Python 有個常見的記法叫 LEGB：

• Local（區域） — 函式或區塊內的變數
• Enclosing（外部嵌套函式） — 嵌套函式外層的變數（closure）
• Global（全域） — 模組層級的變數
• Built-in（內建） — Python 內建名稱（如 len、min）

當你在某處查一個變數，Python 會先在 Local 找，
找不到就往外找 Enclosing、Global，最後才看 Built-in。

1. 區域範圍 (Local)

定義： 區域範圍指的是函式或方法內部的變數。
當你在函式內宣告一個變數，它只在這個函式內能使用。

特徵：

• 函式一執行就建立區域範圍，函式結束後就銷毀。
• 外部程式看不到這些區域變數。

def foo():
    x = 10   # x 是區域變數
    print("inside foo:", x)

foo()
print("outside:", x)  # ❌ 錯誤，x 在這裡不存在

‼️新手易錯提醒：不要在函式外直接呼叫區域變數！

輸出：

2.閉包範圍 (Enclosing)

定義： 閉包範圍是「函式內再定義函式」的情況下，外層函式的變數。
特徵：

• 閉包範圍只在函式嵌套（nested function）時會出現。
• 內層函式會記住外層函式的變數，這種現象叫做「閉包（closure）」。

範例：

def outer():
    y = "outer variable"
    def inner():
        print("inner sees:", y)  # 可以看到外層函式的 y
    inner()

outer()

輸出：

如果要在內層修改外層函式的變數，可以用 nonlocal：

def outer():
    y = 0
    def inner():
        nonlocal y   # 修改外層變數
        y += 1
        print("inner y:", y)
    inner()
    inner()
outer()

‼️易錯提醒：沒有 nonlocal 就只能讀不能改外層變數喔！

輸出：

3. 全域範圍 (Global)

定義： 全域範圍是整個程式檔案的最外層，所有在函式外定義的變數都屬於全域變數。
特徵：

• 任何函式都能讀取全域變數（只要名稱沒被區域變數覆蓋）。
• 在函式內若要修改全域變數，必須用 global 關鍵字。

x = 100  # 全域變數

def show():
    print("x in function:", x)

show()
print("x outside:", x)

輸出：

如果要在函式內修改全域變數：

count = 0

def increase():
    global count
    count += 1

increase()
print("count:", count)  # 1

輸出：

範例：

balance = 100

def deposit(amount):
    global balance
    balance += amount

deposit(50)
print(balance)  # 會輸出150

‼️易錯提醒：忘記 global 就會創建一個新的區域變數，而不是改全域變數！

牛刀小試：全域變數vs區域變數

這邊用一題生活化的練習，來帶讀者們更能了解全域變數vs區域變數！

題目如下：

小華的家庭有一個「家庭零用錢罐」存放每個月的零用錢

（全域變數money = 1000元）

小華每次出去玩會帶一些錢在自己的錢包（區域變數），
如果錢包和罐子裡的變數名稱相同，錢包的錢會優先使用。

money = 1000  # 家庭零用錢罐（全域）

def weekend_trip():
    money = 200  # 小華錢包裡的錢（區域）
    print("出去玩帶了多少錢：", money)

def shopping():
    print("逛街可以用家庭零用錢罐的錢：", money)

# 小華週末出去玩
weekend_trip()

# 平日逛街
shopping()

輸出：

4.內建範圍 (Built-in)

定義：「內建範圍」是 Python 一打開就自帶的東西，
這些名稱你不用自己定義就能直接使用。

換句話說，Python 啟動時就偷偷幫你 import builtins 了，
所以這些功能一直存在。（真的很方便！）

常見的內建函式（以數學相關為舉例）

• abs(x)：回傳絕對值

print(abs(-10))  # 10

• round(x, n)：四捨五入，n 表示小數點位數

print(round(3.14159, 2))  # 3.14

pow(x, y)：計算 x 的 y 次方

print(pow(2, 3))  # 8

min()、max()：取最小值、最大值

print(min(3, 7, 1, 9))  # 1
print(max([3, 7, 1, 9]))  # 9

還有很多很多常見的內建函式！之前在Day1-Day19都有提到～
這邊就不在多介紹了！我會介紹之前沒有介紹過的概念給你們！

二、Lambda 運算式：一行的小函式

有時候函式只是臨時用一下，寫一個 def 太麻煩了，
這時候就可以用 lambda。lambda 就像「一次性小工具函式」，用完就丟。

語法：

lambda 參數: 運算式

範例：

add = lambda x, y: x + y
print(add(3, 5))  # 8

輸出：

適合一行搞定的情況！但太複雜的邏輯，還是建議乖乖用 def 喔！！

1. lambda搭配 map()：批量加工處理

你有一串東西，想全部加工一下，就用map()!
白話：它像一條「自動加工產線」。

nums = [1, 2, 3, 4]

# 每個數字平方
squares = list(map(lambda x: x**2, nums))
print(squares)

輸出：

2.搭配 filter()：幫你篩選合格品

有時候你不需要全部，只要符合條件的，這時候用 filter()！

白話：它像一個「把關篩子」。

nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6]

# 篩出偶數
evens = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, nums))
print(evens)

輸出：

3. lambda搭配 sorted()：幫你照規則排好隊

sorted()可以幫你排序，也可以自訂規則。
白話：它像一個「整理員工」，而你告訴它照什麼規則排。

names = ["Amy", "John", "Michael", "Eve"]

# 依名字長度排序
sorted_names = sorted(names, key=lambda n: len(n))
print(sorted_names)

輸出：

也可以反向排序喔：（把reverse設成True）

print(sorted(names, key=lambda n: len(n), reverse=True))

輸出：

三、math 函數：常用數學工具箱

Python 有個 math 模組，裡面放了一堆數學好用的函式。
math 就像隨身工具箱，遇到數學需求直接拿來用！！

記得要先匯入：

import math

範例：

print(math.sqrt(16))   # 平方根 = 4.0
print(math.pow(2, 3))  # 次方 = 8.0
print(math.factorial(5))  # 階乘 = 120
print(math.pi)         # 圓周率 3.141592653589793
print(math.e)          # 自然常數 e = 2.718281828...

輸出：

四、實戰演練：ATM

功能說明

程式包含五個主要功能：

1. 查詢餘額
   • 呼叫 check_balance()
   • 會印出目前帳戶餘額（TWD）
2. 匯率計算
   • 呼叫 convert_currency()
   • 使用者可以輸入要計算的幣別（USD、JPY、EUR）
   • 程式會依照模擬匯率換算，並顯示換算後的金額
   • 特點：只是計算，不會真的扣款
3. 存錢
   • 呼叫 deposit(amount)
   • 使用者輸入存款金額，會累加到 balance（全域變數）
   • 印出最新餘額
4. 領錢
   • 呼叫 withdraw(amount)
   • 使用者輸入領出金額，程式會先檢查餘額是否足夠
   • 成功扣款後印出最新餘額
5. 結束交易
   • 選擇 5 即可結束程式

完整程式碼：

# ===== 全域變數 =====
balance = 10000  # 初始帳戶餘額（台幣）

# ===== 函式區 =====
def check_balance():
    """查詢餘額（TWD）"""
    print(f"💰 目前帳戶餘額：{balance} TWD")

def convert_currency():
    """換匯，先顯示台幣餘額，再換成其他幣別"""
    print(f"💰 目前帳戶餘額：{balance} TWD")
    rates = {"USD": 0.033, "JPY": 5.0, "EUR": 0.03}  # 模擬匯率
    currency = input("輸入要計算的幣別 (USD/JPY/EUR)：").upper()
    if currency in rates:
        converted = balance * rates[currency]
        print(f"💱 換算後餘額：{converted:.2f} {currency}")
    else:
        print("⚠️ 不支援的幣別")

def deposit(amount):
    """存錢"""
    global balance
    balance += amount
    print(f"✅ 已存入 {amount} 元，目前餘額：{balance} 元")

def withdraw(amount):
    """領錢"""
    global balance
    if amount > balance:
        print(f"⚠️ 餘額不足，目前餘額：{balance} 元")
    else:
        balance -= amount
        print(f"💰 已領出 {amount} 元，目前餘額：{balance} 元")

print("=== 歡迎使用鐵人ATM===")

while True:
    print("\n請選擇操作：")
    print("1. 查詢餘額")
    print("2. 匯率計算")
    print("3. 存錢")
    print("4. 領錢")
    print("5. 結束交易")

    choice = input("輸入數字選擇操作：")

    if choice == "1":
        check_balance()
    elif choice == "2":
        convert_currency()
    elif choice == "3":
        amount = float(input("輸入存入金額："))
        deposit(amount)
    elif choice == "4":
        amount = float(input("輸入領出金額："))
        withdraw(amount)
    elif choice == "5":
        print("感謝使用鐵人ATM！掰掰～")
        break
    else:
        print("⚠️ 輸入錯誤，請重新輸入")

輸出：

做完這個 ATM 小程式練習，你可以學到：

1. 全域變數怎麼用、函式怎麼改
   • 像這裡的 balance，存錢、領錢、查餘額都會動它
   • 讓你理解「全域變數在哪裡可以用、怎麼修改」
2. 函式封裝的重要性
   • 每個功能像「查餘額」「存錢」「領錢」「換匯」都打包成函式
   • 之後想用就呼叫，不用一直寫重複程式碼
3. 參數傳遞
   • 存錢或領錢要帶金額參數，換匯要帶幣別
   • 幫助你理解「函式怎麼接收外部資料」
4. 條件判斷與錯誤處理
   • 用 if/elif/else 讓程式能處理使用者不同選擇
   • 預防輸入錯誤，讓程式更穩定
5. 字典應用
   • 匯率用字典存，快速查詢、計算
   • 這種技巧生活化又實用，像查匯率、價格清單都能用
6. 生活化思考程式
   • 用「ATM」模擬現實場景，程式就不再抽象
   • 讓你體會程式是幫你解決現實問題的工具

簡單說，做完這題，你不只會用函式，還會懂得 怎麼把程式拆成小功能、怎麼接收外部資料、怎麼控制流程，這些都是寫大型程式必備的基本功！

今日結語

辛苦啦！ㄧ下子就來到第20天了！！再十天就完賽啦～～

今天我們把 函式、變數範圍、lambda、math 模組、字典、條件判斷 都串起來，做了一個生活化的 ATM 範例。

小提醒：

• 全域變數要小心修改
• lambda 適合簡單運算，不要寫太複雜
• 內建函式不要隨便當變數名

下次你寫程式，就可以試著把功能拆成小函式，
然後用全域變數或參數傳遞互動，程式會更乾淨、好維護！

那麼我們就明天見囉！！