我们已经见过不少函数，也自己写过一些函数。我们已经理解函数的概念来自代数：从输入参数出发，计算出函数的返回值；我们也知道可以用 def foo(): 来定义函数。其实函数的定义非常复杂，我们不太能够在第一次介绍时就讲清楚，所以之前我们就采取“先引入用起来”的方法，这也是一种知识上的“提前引用”。
这一章我们就围绕函数定义深入看看。
哪怕一个函数内部什么都不干，它也得有个名字，然后名字后面要加上圆括号 ()，以明示它是个函数，而不是某个变量。
def do_nothing():
pass
do_nothing()
这就是个“什么也不干”的函数，关键字 pass 就是什么也不干的意思。
给函数命名（给变量命名也一样）需要遵循的一些规则如下：
_；do_nothing），也可以用所谓 Camel Case 风格（doNothing），习惯上更推荐使用下划线；最后这一条，关键字也叫保留字（reserved），是编程语言保护起来内部使用的，如果程序用这些词儿做变量或者函数或者类型名字，编译器或者解释器就无法正确工作了。Python 提供了一个模块叫 keyword 来帮助我们了解语言有哪些关键字：
import keyword
keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
keyword.kwlist 就是当前你使用的 Python 解释器中不可使用的关键字列表，如果我们不记得这个列表，可以随时用 keyword.iskeyword('xxx') 来查询某个词是不是关键字。
在程序里给变量、函数命名是个挺重要的事情，影响到程序的可读性，就像小说的语言，最好能有一种流畅清晰、又始终一致的风格（style）。为了让全世界的 Python 程序员都有相对一致的风格，Python 社区有专门的一套建议规范，放在专门维护 Python 语言特性的社区 PEP 上：
PEP，是 Python enhancement proposal 的缩写，每当有重要的语言特性新需求新想法，就放在这里，经过广大 Python 用户和开发者的讨论完善，在某个版本放进 Python 中。很多 PEP 早已从 proposal 毕业变成官方特性，但也还在这里保留着。PEP 8 就是一个古老的 proposal，现在已为大多数 Python 用户采纳。
函数可以没有参数，也可以有一个或者多个参数。
没有参数就意味着，这个函数执行不依赖于输入，比如我们定义一个函数来在程序结束时打印一句退出提示：
def exit_info():
print('Program exits. Bye.')
exit_info()
Program exits. Bye.
注意即使没有参数，无论定义还是调用时，函数名后面的括号都是不可省略的，这是函数身份的标志。
函数也可以有多个参数，调用时输入参数的值是严格按照参数的顺序去匹配的。比如我们写一个函数输出某年到某年之间的所有闰年：
def leap_years(begin, end):
year = begin
while year < end:
if (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or year % 400 == 0:
print(year)
year += 1
leap_years(2000, 2020)
2000 2004 2008 2012 2016
当我们调用 leap_years(2000, 2020) 时，输入两个参数值 2000 和 2020，按照顺序匹配函数定义 leap_years(begin, end)，于是 begin = 2000 end = 2020。所以参数的顺序是不能搞错的，有些函数参数很多，要是开发过程中还调整过顺序的话，那简直就是灾难，所以一般情况下还是保持函数参数不要乱动为好。
顺便说一句，判断闰年的算法虽然不难，但要写的简洁也不容易。建议你可以先自己思考和实现一遍，然后尝试搞清楚为啥上面代码里的那行 if 是对的。实际上闰年的判断有很多正确的写法，你应该尝试写出自己的版本并确认它的正确性。
和参数一样，Python 的函数可以没有返回值，也可以有一个或者多个返回值。
上面的 exit_info 和 leap_year 也是没有返回值的例子，它们的效果都通过 print 函数来体现。实际上没有返回语句的函数，等价于在其最后有一句 return None，表示函数返回了一个空值 None，None 在 Python 中是一个合法的值，表示什么都没有，它在逻辑上等价于 False：
bool(None)
False
所以即使没有返回值的函数，也可以用在 if 后面做逻辑表达式，不过我们并不推荐这么做，因为可读性很差。
大部分情况下函数是有返回值的，因为绝大部分情况下函数的作用都是做“数据处理”，从输入出发得到输出。
一般情况下函数都只有一个返回值，我们已经见过不少例子；但 Python 也允许多返回值，比如我们想用一个函数来计算两个整数相除的商和余数，可以这么写：
def idiv(a, b):
quotient = a // b
remainder = a % b
return quotient, remainder
q, r = idiv(50, 6)
print(q, r)
8 2
和多参数的情况类似，多返回值的情况下，赋值也是按照顺序匹配的，上面的代码中赋值语句左边的 q 匹配到第一个返回值，r 匹配第二个。
下面的代码经常会把人搞晕：
def increase_one(n):
n += 1
return n
n = 1
print(increase_one(n))
print(n)
2 1
请你思考一下，为什么这段代码里的两个 print 函数输出分别是 2 和 1。
这个问题就涉及到变量的作用域（scope）问题，也就是说在不同地方出现的同名变量和函数，可能是完全不同的两个东西：
这样我们就能理解上面代码输出的 2 和 1 了：
print() 打印的是函数调用 increase_one(n) 的返回值，这个语句不在任何函数定义体中，所以它里面用到的变量都是全局变量：increase_one() 时参数 n，按照作用域原理，是全局变量 n 当时的值，也就是 1；increase_one() 函数定义内，参数 n 是输入参数即局部变量，带着传进来的值 1，经过加一之后返回，返回值是 2；print 打印这个返回值，输出 2；n 的值；print() 打印的是全局变量 n 的值，输出出 1。以上的文字，可能需要反复阅读若干遍；几遍下来，消除了疑惑，以后就彻底没问题了；若是这个疑惑并未消除，或者关键点并未消化，以后则会反复被这个疑惑所坑害，浪费无数时间。
顺便说一句，上面这个例子用来说明作用域的概念很有用，但是平时写程序最好别这么写，减少重名的变量可以提升代码的清晰度和可读性。
与此相关的，我们在介绍列表等数据容器时，会为上面的规则作出重要的补充，这里先留一个伏笔。
我们其实已经见过带缺省值的参数（argument with default value），这里我们更细致的看看这个特性。
在函数定义中可以在某个参数后面用等号 = 给它一个缺省值，调用时可以省略传入这个参数的值，直接采用缺省值；当然也可以在调用时传入这个参数的值来覆盖掉缺省值。这种特性相当于给了这个函数两个版本，一个带某个参数，一个不带，不带的版本就当该参数是某个缺省值。看看下面的例子：
def greeting(name, msg='Hi'):
print(f'{msg}, {name}!')
greeting('Neo')
Hi, Neo!
greeting('Neo', 'Good morning')
Good morning, Neo!
一个函数可以有多个带缺省值的参数，但有一个限制：所有这些带缺省值的参数只能堆在参数表的最后，也就是说你定义的参数表里，出现一个带缺省值的参数，则它后面的都必须带缺省值。如果把上面的 greeting() 函数的两个参数调换一下，会扔出一个 SyntaxError: non-default argument follows default argument 的异常。
我们前面说过，调用函数时传入的参数值会严格按照顺序去匹配参数变量，第一个输入值赋给第一个参数变量，第二个值赋给第二个参数变量，依此类推。因为有了上面说的带缺省值参数，这个规则出现了变通的可能。
如果一个函数有多个带缺省值的参数，我们想忽略掉某几个参数（就用其缺省值），但指定后面某一个参数的值（覆盖缺省值），例如下面这个函数：
def greeting(name, msg='Hi', punc='!'):
print(f'{msg}, {name}{punc}')
在这个版本的 greeting() 函数中，包含一个普通参数 name 和两个带缺省值的参数 msg punc，如果我们想跳过 msg 只传入 name（这个是必须的，因为没有缺省值）和 punc 的值，那么就可用下面的语法：
greeting('Neo', punc='.')
Hi, Neo.
这里第一个值按照顺序位置匹配到参数变量 name，这叫 positional argument（即“按照位置顺序匹配的参数”），而按照位置下一个是 msg，是我们想跳过的，所以要注明参数变量名，说明下一个传入的值 '.' 是给 punc 参数变量的，这叫 keyword argument（即“按照参数名匹配的参数”）。
由于所有带缺省值的参数都在普通参数的后面，所以我们只要记住：
变量名=值 这样的格式在后面列出（keyword），未列出的就还用缺省值了。在后半部分，顺序就无所谓了，可以和定义时不一样，反正是用名字指定的（keyword），比如我们完全可以这么干：
greeting('Neo', punc='.', msg='Good nite')
Good nite, Neo.
到目前为止，Python 的函数定义还是很简单清晰的，无论参数还是返回值，都没什么难懂的。下面开始就要进入比较混沌的领域了。
所谓变长参数就是函数定义时名字前面带个星号 * 的参数变量，这表示这个变量其实是一组值，多少个都可以。我们先来看个简单的例子：
def say_hi(*names):
for name in names:
print('Hi,', name)
say_hi('Neo')
Hi, Neo
say_hi('Neo', 'Trinity')
Hi, Neo Hi, Trinity
say_hi('Neo', 'Trinity', 'Morpheus')
Hi, Neo Hi, Trinity Hi, Morpheus
在这个例子里，*names 是一个变长参数（arbitrary argument），调用时可以传入一个或者多个值，函数会把这些值看做一个列表，赋给局部变量 names——后面我们会知道，其实不是列表（list），而是一个元组（tuple）——然后我们在函数体中可以用 for...in 来对这个 names 做循环。
有些中文书籍把 arbitrary arguments 翻译成“可变参数”或者“任意参数”。事实上，在这样的地方，无论怎样的中文翻译都是很难准确表达原意的。这还算好的，甚至还见过翻译成“武断的参数”的——这样的翻译肯定会使读者产生说不明道不白的疑惑。
所以，入门之后就尽量只用英文是个好策略。虽然刚开始有点吃力，但后面会很省心，很长寿——是呀，少浪费时间、少浪费生命，其实就相当于更长寿了呀！
在使用 arbitrary argument 的场合，有几点需要注意：
for...in 循环处理，用复数名词在写类似 for name in names 的循环语句时会很舒服、很地道（idiomatic），是的，写程序和学外语一样，不写则已，写就要尽量写得“地道”；上面的第二点，有一个不太常见的例外，那就是一个函数既有 arbitrary arguments 又有 arguments with default values 的情况，那么可以有两个 arbitrary arguments，其中第二个必须带缺省值，然后参数表排列成这样：
def monstrosity(*normal arguments*, *normal arbitrary argument*, *arguments with defaults*, *arbitrary argument with default*)
这样是完全符合语法要求的，调用时传入参数值还是按照前面讲的规则，先按照位置顺序匹配前两部分，多出来的都归 normal arbitrary argument；然后按照参数变量名指定对应值，没指定的都用缺省值。不过这实在是太麻烦了，不知道什么情况下才必须用这么可怕的函数，还是祈祷我们不会碰到这样的场景吧！
当然，只有上面列出的前三个部分的情况还是有的，比如下面的例子：
def say_hi(*names, msg='Hi', punc='!'):
for name in names:
print(f'{msg}, {name}{punc}')
say_hi('Neo', 'Trinity', punc='.')
Hi, Neo. Hi, Trinity.