feat(python基础): 完成第十一至十三课教学内容
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# 第 1-13 课：函数进阶
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## 一、本课目标
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完成本课后，你将能够：
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1. 使用 `return` 一次返回多个结果；
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2. 使用提前返回减少不必要的嵌套；
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3. 使用 `*args` 接收任意数量的位置参数；
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4. 使用 `**kwargs` 接收任意数量的关键字参数；
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5. 使用 `*` 和 `**` 在调用函数时解包数据；
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6. 根据不同任务选择普通参数、`*args` 或 `**kwargs`；
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7. 继续练习让函数保持清晰、职责单一。
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## 二、前置知识
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学习本课前，需要理解：
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- 如何使用 `def` 定义函数；
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- 如何调用函数；
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- 位置参数、关键字参数和默认参数；
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- `print()` 与 `return` 的区别；
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- 列表、元组和字典；
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- 条件判断和循环。
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## 三、一次返回多个结果
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一个函数可以在 `return` 后面写多个值：
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```python
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def get_agent_summary(agent):
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return agent["name"], len(agent.get("tools", []))
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agent_name, tool_count = get_agent_summary({
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"name": "代码助手",
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"tools": ["搜索", "终端"],
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})
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print(agent_name)
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print(tool_count)
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```
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Python 实际上会先把多个返回值组合成一个元组，再把元组解包给多个变量。
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也可以只用一个变量接收：
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```python
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summary = get_agent_summary({"name": "聊天助手", "tools": []})
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print(summary)
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print(type(summary))
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```
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此时 `summary` 是元组，例如 `("聊天助手", 0)`。
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## 四、提前返回
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`return` 不只负责返回结果，还会立即结束当前函数。
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```python
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def get_agent_status(agent):
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if not agent.get("enabled", False):
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return "停用"
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return "启用"
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```
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如果 Agent 没有启用，函数执行第一个 `return` 后就结束，不会继续执行下面的代码。
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这种写法称为提前返回（Early Return）。它适合先处理无效数据或特殊情况，避免出现太多层缩进。
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## 五、使用 `*args` 接收多个位置参数
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有时无法提前确定调用者会传入几个位置参数，这时可以使用 `*args`：
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```python
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def count_tools(*tools):
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return len(tools)
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print(count_tools("搜索"))
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print(count_tools("搜索", "终端", "计算器"))
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```
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这里的 `args` 是 arguments 的缩写，表示“多个参数”。
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需要注意：
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- 参数名前面的 `*` 才是关键；
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- `args` 是约定俗成的名称，也可以换成其他名称；
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- 函数内部的 `tools` 是一个元组；
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- 即使没有传入任何工具，`tools` 也是空元组。
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```python
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def show_tools(*tools):
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print(tools)
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print(type(tools))
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```
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## 六、普通参数和 `*args` 一起使用
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普通参数可以写在 `*args` 前面：
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```python
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def build_tool_message(agent_name, *tools):
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return f"{agent_name} 拥有 {len(tools)} 个工具"
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message = build_tool_message("代码助手", "搜索", "终端")
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print(message)
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```
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调用时，第一个位置参数交给 `agent_name`，剩余位置参数都被收集到 `tools` 元组中。
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## 七、使用 `**kwargs` 接收多个关键字参数
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如果无法提前确定调用者会传入哪些关键字参数，可以使用 `**kwargs`：
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```python
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def build_agent_config(**config):
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return config
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agent_config = build_agent_config(
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name="代码助手",
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model="gpt-5",
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enabled=True,
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)
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print(agent_config)
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```
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`kwargs` 是 keyword arguments 的缩写，中文可理解为“多个关键字参数”。
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函数内部的 `config` 是字典：
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```python
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{
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"name": "代码助手",
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"model": "gpt-5",
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"enabled": True,
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}
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```
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同样，参数名前面的两个星号 `**` 才是关键，`kwargs` 只是常见命名。
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## 八、普通参数和 `**kwargs` 一起使用
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```python
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def create_agent(name, **settings):
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return {
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"name": name,
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"settings": settings,
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}
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agent = create_agent("代码助手", model="gpt-5", enabled=True)
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print(agent)
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```
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`name` 接收普通参数，其他关键字参数被收集到 `settings` 字典中。
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## 九、调用函数时使用 `*` 解包列表或元组
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星号也可以出现在函数调用中。此时它表示把列表或元组中的元素依次作为位置参数传入。
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```python
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def add_three_numbers(first, second, third):
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return first + second + third
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numbers = [10, 20, 30]
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total = add_three_numbers(*numbers)
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print(total)
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```
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上面的调用相当于：
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```python
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total = add_three_numbers(10, 20, 30)
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```
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元素数量必须与函数所需的位置参数数量匹配，否则会产生 `TypeError`。
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## 十、调用函数时使用 `**` 解包字典
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两个星号可以把字典解包成关键字参数：
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```python
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def describe_agent(name, model):
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return f"{name} 使用 {model}"
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agent_data = {
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"name": "代码助手",
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"model": "gpt-5",
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}
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description = describe_agent(**agent_data)
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print(description)
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```
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上面的调用相当于：
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```python
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description = describe_agent(name="代码助手", model="gpt-5")
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```
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字典的键必须与函数参数名一致。
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## 十一、如何选择参数形式
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### 使用普通参数
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参数数量固定、含义明确时，优先使用普通参数：
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```python
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def get_total(first_number, second_number):
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return first_number + second_number
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```
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### 使用 `*args`
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需要接收数量不固定的同类位置参数时使用：
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```python
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def count_tools(*tools):
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return len(tools)
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```
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### 使用 `**kwargs`
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需要接收数量或名称不固定的配置项时使用：
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```python
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def build_config(**config):
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return config
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```
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不要为了显得代码高级而强行使用 `*args` 或 `**kwargs`。参数固定时，普通参数通常更清楚。
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## 十二、完整示例
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本课示例文件为：
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```text
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01_python基础/1_13_函数进阶/advanced_functions.py
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```
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示例会依次演示：
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1. 返回多个结果；
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2. 提前返回；
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3. 使用 `*args`；
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4. 使用 `**kwargs`；
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5. 解包列表和字典后调用函数。
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## 十三、运行方法
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在项目根目录执行：
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```powershell
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python .\01_python基础\1_13_函数进阶\advanced_functions.py
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```
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运行练习：
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```powershell
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python .\01_python基础\1_13_函数进阶\practice.py
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```
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## 十四、示例运行结果
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```text
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一、返回多个结果
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Agent 名称：代码助手
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工具数量：2
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==============================
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二、提前返回
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启用
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停用
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==============================
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三、任意数量的位置参数
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工具数量：3
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==============================
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四、任意数量的关键字参数
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{'name': '代码助手', 'model': 'gpt-5', 'enabled': True}
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==============================
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五、调用时解包数据
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数字总和：60
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代码助手 使用 gpt-5
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```
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字典的显示格式可能因环境而略有差异，但键和值应当一致。
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## 十五、关键代码解析
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```python
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def count_tools(*tools):
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return len(tools)
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```
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执行顺序如下：
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1. 调用者传入零个或多个位置参数；
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2. `*` 把这些参数收集到 `tools`；
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3. `tools` 在函数内部是元组；
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4. `len()` 统计元组中的元素数量；
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5. `return` 把数量交给调用者。
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```python
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def build_agent_config(**config):
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return config
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```
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执行顺序如下：
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1. 调用者传入零个或多个关键字参数；
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2. `**` 把参数名称和值收集到 `config`；
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3. `config` 在函数内部是字典；
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4. 函数把字典返回给调用者。
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## 十六、常见错误
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### 16.1 混淆 `*args` 和 `**kwargs`
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- `*args` 收集位置参数，函数内部得到元组；
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- `**kwargs` 收集关键字参数，函数内部得到字典。
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### 16.2 忘记星号
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`args` 和 `kwargs` 本身只是普通名称。真正产生收集效果的是 `*` 和 `**`。
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### 16.3 解包后的参数数量不匹配
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如果函数需要三个参数，列表却只有两个元素，会产生 `TypeError`，表示调用时提供的参数数量不正确。
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### 16.4 字典键与参数名不一致
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使用 `**dictionary` 调用函数时，字典键必须能对应函数参数名。
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### 16.5 在 `return` 后继续编写必须执行的代码
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函数执行到 `return` 就会结束，写在同一执行路径后面的代码不会运行。
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### 16.6 所有函数都使用可变参数
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固定且明确的数据应继续使用普通参数。过度使用可变参数会降低可读性。
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## 十七、课堂练习
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打开：
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```text
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01_python基础/1_13_函数进阶/practice.py
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```
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练习题已经明确提供输入数据、实现步骤、返回要求和预期结果。请先独立完成，再进行验证。
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## 十八、本课小结
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1. `return value1, value2` 可以返回多个结果；
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2. 多个返回值实际会组合成元组；
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3. 提前返回可以尽早结束函数；
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4. `*args` 收集位置参数并形成元组；
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5. `**kwargs` 收集关键字参数并形成字典；
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6. 调用函数时，`*` 可以解包列表或元组；
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7. 调用函数时，`**` 可以解包字典；
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8. 参数固定时应优先使用普通参数。
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## 十九、验收标准
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- 能正确接收函数的多个返回值；
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- 能解释 `return` 为什么会结束函数；
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- 能使用 `*args` 接收不同数量的位置参数；
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- 能说明 `*args` 在函数内部是元组；
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- 能使用 `**kwargs` 接收关键字参数；
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- 能说明 `**kwargs` 在函数内部是字典；
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- 能使用 `*` 解包列表或元组后调用函数；
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- 能使用 `**` 解包字典后调用函数；
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- 示例程序和练习程序可以正常运行。
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