1.4 函数与模块：把脚本拆成零件

1.4 函数与模块：把脚本拆成零件

本节摘要：代码一过百行，"从上读到下"就变成了体力活。函数把一段有明确职责的代码封进名字里，主流程退化成几行"调零件"的清单；模块再把函数按主题分进不同文件。本节讲函数的定义、参数、返回值与作用域，然后把轻记账 v0.1 重构成函数版——功能一分不变，可读性和可改性上一个台阶，也为第二章拆文件铺路。

动手前先定目标

阅读完本节，你应当能够：

1. 定义带参数与返回值的函数，说清"传进去什么、吐出来什么"
2. 区分位置参数、关键字参数与默认参数
3. 解释局部变量与全局变量的作用域差异
4. 把 v0.1 重构成函数版，理解"主流程读起来像目录"

问题：重复与超长，是代码变烂的两个起点

看看 v0.1 的主循环：记账逻辑六行、汇总逻辑五行，全挤在分支里。将来要加"统计某天支出""导出账目"，主循环会膨胀到两三百行，想改汇总就得在几百行里翻找。函数解决的就是这个问题：给一段代码起名字，之后用名字调用它。改功能时只改函数内部，调用处一行不动——这是"可维护"三个字最朴素的实现。

图 1-3 脚本演进：从一整块到零件组装

函数的 anatomy：参数、返回值、文档

def add_record(ledger, item, amount):
    """往账本里记一笔，返回追加后的总条数。"""
    ledger.append({"item": item, "amount": amount})
    return len(ledger)
​

五个部件：def 开头；函数名小写下划线；圆括号里是参数——函数的"进料口"；三引号字符串是文档字符串，说明这函数干什么、返回什么，编辑器悬停时能看到；return 是出口，把结果交还给调用者。没有 return 的函数返回 None。

调用就是"名字加实参"：

ledger = []
n = add_record(ledger, "早饭", 12.5)
print(n)          # 1
​

参数有三种写法，各有用途：

def calc_total(ledger, since=None, only_big=False):
    total = 0.0
    for record in ledger:
        if since and record.get("date", "") < since:
            continue
        if only_big and record["amount"] < 10:
            continue
        total += record["amount"]
    return total

print(calc_total(ledger))                    # 位置参数
print(calc_total(ledger, only_big=True))     # 关键字参数：可读性最好
print(calc_total(ledger, since="2026-09-02"))# 默认参数：不传就用默认值
​

since=None 这种"可选开关"设计在后面章节反复出现——API 的查询参数、ORM 的过滤条件，全是这个模式。

作用域：函数有自己的一亩三分地

函数内部创建的变量是局部变量，函数返回就消失；函数外的是全局变量，谁都能读：

total = 0.0            # 全局

def add_amount(amount):
    temp = amount * 2  # 局部，函数结束即销毁
    return temp

print(add_amount(10))  # 20
# print(temp)          # NameError —— 外面看不见 temp
​

要在函数内修改全局变量，得用 global 声明。但更好的做法是不用全局：把数据当参数传进去、把结果当返回值带出来。参数进、返回值出，函数像一台干净的机器，测试和复用都容易。轻记账重构版就坚持"数据靠参数流动"，第 3 章的类会把这个习惯推到极致。

演练：v0.1 函数化重构

def add_record(ledger, item, amount):
    ledger.append({"item": item, "amount": amount})

def show_all(ledger):
    for i, record in enumerate(ledger, start=1):
        print(f"{i}. {record['item']}  {record['amount']} 元")

def calc_total(ledger):
    return sum(record["amount"] for record in ledger)

def main():
    ledger = []
    running = True
    while running:
        command = input("指令（记 / 查 / 退）：")
        if command == "记":
            add_record(ledger, input("用途："), float(input("金额：")))
        elif command == "查":
            show_all(ledger)
            print(f"合计 {calc_total(ledger):.1f} 元")
        elif command == "退":
            running = False
        else:
            print("指令无效")

main()
​

读 main，主流程四行指令一目了然。变式一：加 find_big(ledger, threshold) 函数，返回大额账目列表，在"查"分支里顺便显示。变式二：把账本数据 ledger 从 main 的局部变量改成函数间传递——你会发现参数一多就心烦，这正是第 3 章用类把"数据 + 操作"打包的动机。

模块：函数再多一个家

函数攒多了要分文件。Python 里一个源文件就是一个模块，import 拿来用：

# 账目工具模块里定义了 calc_total
# 主脚本里：
# import ledger_tools
# print(ledger_tools.calc_total(my_ledger))
​

标准库就是官方写好的模块集合：datetime 管时间、json 管数据交换，第二章会真正用起来。自己写的模块和标准库用法完全一致——这种"官方与民开同构"的整洁，是 Python 生态能滚雪球的原因之一。

易错点清单

• 忘了 return：函数算完没交结果，调用处拿到 None，后续运算报错
• 可变默认参数：默认参数用列表并在函数内追加，数据会在多次调用间累积——默认值写 None 再在函数内新建
• 局部覆盖全局：函数内给与全局同名的变量赋值，它就变成局部，别处读到的还是旧全局
• 文档字符串当摆设：三个月后第一个读它的是你自己，参数含义、返回值务必写

本节要点回顾

• 函数 = 名字 + 参数 + 返回值，主流程调用零件，读起来像目录
• 三种参数：位置、关键字（可读性最好）、默认（做可选开关）
• 数据靠参数流动，少用 global，函数保持"进料出料"的干净接口
• 模块是函数的家，一个文件一个模块，自写模块与标准库同构
• v0.1 完成函数化，结构就绪，只欠两样：数据存不住、错误接不住

零件的形状都有了，下一章先把"存不住"治了——文件读写与 JSON 持久化，让账目在关机之后依然活着。