Python 18 小時入門--第 4 小時：函式與模組（Functions & Modules）

 📌 第 4 小時：函式與模組（Functions & Modules）

在程式設計中，函式（Function） 是可重複使用的程式碼片段，可提高程式的結構性與可讀性。Python 提供兩種函式：

1. 內建函式（Built-in Functions）：如 print(), len(), max(), min()
2. 自訂函式（User-defined Functions）：使用 def 定義函式

此外，Python 允許將函式放入 模組（Module），這樣我們可以在不同的程式中重複使用相同的功能。

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🔹 什麼是函式？為何使用函式？

函式（Function） 是 封裝一組指令，當我們需要執行這些指令時，只要「呼叫函式」即可，不用重複撰寫相同的程式碼。

🟢 沒有函式的寫法（重複程式碼，不易維護）

print("Hello, Alice!")
print("Hello, Bob!")
print("Hello, Charlie!")

🟢 使用函式的寫法（程式碼更簡潔）

def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

greet("Alice")
greet("Bob")
greet("Charlie")

📌 優點

• 減少重複程式碼（DRY 原則）
• 提高可讀性與可維護性
• 方便重複使用

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🔹 定義與呼叫函式

Python 使用 def 關鍵字來定義函式：

def 函式名稱(參數1, 參數2, ...):
    # 函式內的程式碼
    return 回傳值

🟢 基本範例

def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)
print(result)  # 8

📌 函式的組成

1. 函式名稱（Function Name）：add
2. 參數（Parameters）：a, b（可選）
3. 回傳值（Return Value）：使用 return 回傳結果（可選）

🟢 沒有回傳值的函式

如果函式內沒有 return，則會回傳 None：

def say_hello():
    print("Hello!")

result = say_hello()
print(result)  # None

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🔹 函式參數

Python 支援不同類型的函式參數：

1. 預設參數（Default Parameter）
2. 不定參數（Arbitrary Arguments）

🟢 預設參數

def greet(name="Guest"):
    print(f"Hello, {name}!")

greet()  # Hello, Guest!
greet("Alice")  # Hello, Alice!

📌 若沒有提供參數，則使用預設值 "Guest"。

🟢 不定參數（*args）

當參數數量不固定時，可以使用 *args：

def add_all(*numbers):
    return sum(numbers)

print(add_all(1, 2, 3, 4, 5))  # 15

📌 *args 代表可變數量的參數，會以「元組（Tuple）」的形式接收。

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🔹 匿名函式（Lambda Function）

Python 提供 lambda 函式（匿名函式）來簡化短小的函式，語法如下：

lambda 參數1, 參數2, ...: 表達式

🟢 範例

add = lambda a, b: a + b
print(add(3, 5))  # 8

📌 適用場景

• 簡單的數學運算
• 排序時作為 key 參數
• 與 map(), filter(), reduce() 搭配使用

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🔹 內建函式（Built-in Functions）

Python 提供許多 內建函式，可以直接使用：

函式	說明	範例
abs(x)	取絕對值	abs(-5) → 5
max(x, y, ...)	取最大值	max(1, 5, 3) → 5
min(x, y, ...)	取最小值	min(1, 5, 3) → 1
len(x)	取得長度	len("hello") → 5
round(x, n)	四捨五入	round(3.14159, 2) → 3.14

範例：

print(max(10, 20, 30))  # 30
print(len("Python"))  # 6

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🔹 模組（Module）

模組（Module）是包含 Python 函式與變數的檔案，讓我們可以在不同的程式中重複使用這些功能。

🟢 引入 Python 內建模組

import math

print(math.sqrt(25))  # 5.0
print(math.pi)  # 3.141592653589793

📌 Python 內建模組

• math：數學運算
• random：隨機數
• datetime：日期時間處理
• os：檔案與系統操作
• sys：系統參數

🟢 自訂模組

我們也可以自己建立模組，然後在另一個 Python 檔案中引入。

步驟 1：建立 mymodule.py

def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

步驟 2：在主程式引入

import mymodule

mymodule.greet("Alice")  # Hello, Alice!

📌 模組的優點

• 提高程式的模組化（每個模組負責不同功能）
• 方便重複使用
• 減少程式碼長度

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📌 第 4 小時小結

✅ 函式（Function）可以封裝重複的程式碼，提高可讀性與維護性
✅ 函式的基本語法：def 名稱(參數): return 回傳值
✅ 參數可以有預設值，也可以使用 *args 處理不定數量參數
✅ 匿名函式（Lambda）適用於簡短的計算或排序
✅ Python 內建許多函式，如 max(), len(), round()
✅ 模組（Module）允許我們將函式封裝到外部檔案，提升程式的模組化與重複使用性

至此，你已經掌握了 Python 函式與模組，接下來我們將進入 資料結構（列表、字典、集合、元組），讓你能更有效地處理數據！🚀