[面试题] Python函数与代码复用核心知识自测：高阶函数、递归与Lambda表达式实战练习题

掌握Python函数是编程的基础，也是实现代码复用的核心。本练习题集涵盖了函数定义、参数传递、作用域、递归和高阶函数等关键知识点，帮助你系统检验对Python函数机制的理解。

一、单项选择题

1. 关于 Python 函数的定义，以下说法正确的是：
   ① 函数定义时必须有参数
   ② 函数必须使用 return 语句返回值
   ③ 函数定义使用 def 关键字
   ④ 函数名不能与 Python 关键字相同，但可以与内置函数同名

2. 以下函数调用会输出什么结果？

   def test(a, b=2, c=3):
      return a + b + c
   print(test(1, c=4))

   ① 10
   ② 7
   ③ 程序出错
   ④ 6

3. 关于函数参数，以下描述错误的是：
   ① 位置参数必须在关键字参数之前
   ② 默认参数必须放在非默认参数之后
   ③ *args 用于接收任意数量的位置参数
   ④ **kwargs 用于接收任意数量的关键字参数，但不能与位置参数混合使用

4. 执行以下代码后，输出结果是：

   x = 5
   def change():
      x = 10
      print("函数内:", x)
   change()
   print("函数外:", x)

   ① 函数内:10 函数外:10
   ② 函数内:5 函数外:5
   ③ 函数内:10 函数外:5
   ④ 程序出错

5. 以下关于递归函数的说法，正确的是：
   ① 递归函数必须包含 return 语句
   ② 递归函数必须有明确的终止条件
   ③ 递归函数比循环效率更高
   ④ Python 对递归深度没有限制

6. 以下哪个选项是合法的 lambda 函数？
   ① lambda x: x*2
   ② lambda: return x2
   ③ lambda x, y: x+y; print(result)
   ④ def lambda(x): return x+1

7. 以下代码的输出结果是：

   def func(n):
      if n == 0:
          return 1
      else:
          return n * func(n-1)
   print(func(4))

   ① 24
   ② 10
   ③ 程序出错
   ④ 120

8. 关于 Python 的作用域规则，以下说法正确的是：
   ① 函数内部可以访问和修改全局变量而无需特殊声明
   ② 使用 global 关键字可以在函数内部创建全局变量
   ③ 嵌套函数中，内部函数不能访问外部函数的局部变量
   ④ LEGB 原则中的 E 表示External（外部模块）

9. 以下代码使用了哪个高阶函数？

   numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
   squares = list(map(lambda x: x**2, numbers))

   ① filter
   ② reduce
   ③ map
   ④ sorted

10. 关于 Python 模块导入的说法，以下哪项是正确的？
    ① import 语句会重复加载同一个模块
    ② from module import * 只会导入模块中以单下划线 _ 开头的名称
    ③ 模块被首次导入时会执行该模块的顶层代码
    ④ import 导入模块时不会执行任何代码，只建立引用

二、判断题

1. 函数定义时的参数称为实际参数，调用时的参数称为形式参数。（  ）
2. 在函数中，return 语句可以返回多个值，这些值会被打包成元组。（  ）
3. lambda 函数可以包含多条语句和复杂的逻辑结构。（  ）
4. 在函数内部修改全局变量需要使用 global 关键字声明。（  ）
5. 递归函数调用自身时，每次调用都会创建新的命名空间。（  ）

三、多项选择题

1. 以下哪些是 Python 中合法的函数定义？
   ① def func(): pass
   ② def func(a, b=1): return a+b
   ③ def func(*args, *kwargs): pass
   ④ def func(a, b, /, c, , d): pass

2. 关于函数返回值，以下哪些说法是正确的？
   ① 函数可以没有 return 语句，此时返回 None
   ② 函数可以返回多个值，实际上返回的是元组
   ③ return 语句执行后，函数立即结束
   ④ 一个函数只能有一个 return 语句

3. 以下哪些情况会创建新的作用域？
   ① 函数定义
   ② 类定义
   ③ 模块导入
   ④ lambda 表达式

4. 关于闭包，以下哪些描述是正确的？
   ① 闭包是函数和其相关引用环境的组合
   ② 闭包可以访问外部函数的局部变量
   ③ 闭包可以修改外部函数的局部变量
   ④ 所有嵌套函数都是闭包

5. 以下哪些是 Python 内置的高阶函数？
   ① map
   ② filter
   ③ reduce
   ④ apply

四、程序填充题

1. 以下函数用于计算斐波那契数列的第 n 项。请在下划线处补全代码。

   def fibonacci(n):
      if n <= 0:
          return 0
      elif n == 1:
          return 1
      else:
          return ________ + ________
   # 测试
   print(fibonacci(6))  # 应输出8

2. 以下函数使用递归计算 1 到 n 的和。请在下划线处补全代码。

   def sum_to_n(n):
      if n <= 0:
          return 0
      else:
          return ________ + ________
   # 测试
   print(sum_to_n(5))  # 应输出15

3. 以下函数用于判断一个数是否为偶数，使用 lambda 表达式实现。请在下划线处补全代码。

   is_even = lambda x: ________
   # 测试
   print(is_even(4))  # 应输出True
   print(is_even(5))  # 应输出False

五、编程题

1. 字符串字符统计函数
   编写一个函数 count_characters(s)，统计传入字符串中各类字符的数量。
   要求：
   (1) 统计字符串中的数字、字母、空格、其他字符的数量。
   (2) 返回一个包含四个计数的元组：(数字个数, 字母个数, 空格个数, 其他字符个数)。
   (3) 使用 Python 字符串方法进行字符类型判断（如 .isdigit(), .isalpha() 等）。
   (4) 编写主程序测试该函数。
   主要变量：s, digit_count, letter_count, space_count, other_count

2. 素数生成函数
   编写一个函数 find_primes(N)，找出小于正整数 N 的所有素数。
   要求：
   (1) 使用 is_prime() 函数判断每个数是否为素数。
   (2) 返回一个包含所有素数的列表。
   (3) 编写主程序测试该函数，输出小于 100 的所有素数及其个数。
   (4) 使用循环遍历 2 到 N-1 的所有整数。
   主要变量：N, primes, num

3. 最大公约数与最小公倍数
   编写两个函数：
   gcd(a, b)：计算两个整数的最大公约数（使用辗转相除法）。
   lcm(a, b)：计算两个整数的最小公倍数（利用最大公约数）。
   要求：
   (1) 最大公约数函数使用欧几里得算法（辗转相除法）。
   (2) 最小公倍数函数调用最大公约数函数：lcm = a * b / gcd(a, b)。
   (3) 编写主程序测试这两个函数。
   主要变量：a, b, result_gcd, result_lcm