科创科普：从「积木」到「函数」——把常用代码打包成魔法积木

科创科普：从「积木」到「函数」——把常用代码打包成魔法积木

一、重复的烦恼

用 Scratch 画一个正方形，你需要「移动 100 步 → 右转 90 度」，重复四次，一共八块积木。如果改成画正六边形，就要改成「移动 100 步 → 右转 60 度」，重复六次。而如果你要在画布上画 10 个大小不同的正方形，积木数量会成倍增长，脚本区很快就堆成一片。

这时程序员的直觉是：能不能把「画正方形」这件事本身做成一块新积木？以后只要喊一声「画正方形，边长 50」，它自己就去执行那八块积木。这个想法，就是函数（Function），在 Scratch 里叫「自制积木」。

二、什么是函数

函数是一段被起了名字、可以反复调用的代码。它把「怎么做」藏起来，只露出「叫什么、要什么、给什么」。

举一个生活类比：微波炉上的「解冻」按钮。你不知道里面怎么控制功率和时间，但只要按下按钮、放入食物，就能得到结果。函数就是这个按钮：名字是「解冻」，参数是食物，返回值是解冻好的食物。

三、函数的三要素

1. 名字：调用时的「口令」，例如 画正方形、calculate_area。起名要用动词或动宾短语，看得懂它是干什么的。
2. 参数（输入）：调用时需要交给函数的数据。可以没有参数，也可以有多个。例如边长、半径、要打印的名字。
3. 返回值（输出）：函数算完之后交回来的结果，用 return 交出去。没有返回值时，函数只是「做了件事」，例如播放一段声音。

一个容易忽略的要点：参数是「局部」的。函数里的参数名只在这个函数内部有效，函数外面的同名变量不会受影响。就像你在不同的教室里都喊「小明」，各自对应各自的那个同学。

四、案例一看：Scratch 自制积木画正多边形

步骤： 1. 在「自制积木」分类里点击「制作一个积木」，取名为「画正多边形」，并添加两个输入项：边数 n、边长 len。 2. 在积木下方写：重复执行 n 次 → 移动 len 步 → 右转 360 除以 n 度。 3. 主程序：当绿旗被点击 → 落笔 → 画正多边形 边数 3 边长 100 → 抬笔 → 移到 x:150 y:0 → 落笔 → 画正多边形 边数 6 边长 60。

效果：一个三角形和一个六边形，只用了两块「画正多边形」的积木。以后想画正十二边形，直接改输入项即可。你也可以再加一块「画花」的积木，让它调用 12 次「画正多边形」，这就是函数调用函数。

五、案例二看：Python 里定义函数

def area_of_circle(r): pi = 3.14159 return pi * r * r

def greet(name): print("你好，" + name + "！欢迎来到编程世界。")

print(area_of_circle(10)) # 输出 314.159 greet("小华") # 输出 你好，小华！欢迎来到编程世界。

第一行 def 是 define（定义）的缩写，冒号后面的缩进部分就是函数体。area_of_circle 有参数 r、有返回值；greet 有参数、没有返回值，它只是执行打印。返回值和打印是两回事：打印只是把结果给人看，返回值是把结果交给程序的下一步继续使用。

六、例题解析

例题：下面程序的输出是什么？

def double(x): x = x * 2 return x

n = 7 m = double(n) print(n, m)

解析：调用 double(n) 时，把 n 的值 7 复制给参数 x。函数内部 x 变成 14 并返回，赋给 m。函数内部的修改不会影响外面的 n，因为传进去的是值的一份拷贝（对数字、字符串这类简单数据而言）。所以输出是 7 14。

如果想让外面也跟着变，就应该把返回值接住：n = double(n)。

七、四个常见错误

1. 定义了却忘记调用。写完 def 之后不写 greet("小明")，程序什么也不会发生。
2. 参数个数不匹配。定义时要求 2 个参数，调用时只给了 1 个，会报 TypeError。
3. 忘记 return。函数里算出了结果却没写 return，外面拿到的会是 None（空值），后续计算全错。
4. 返回值没接住。写了 double(n) 却没有赋值给任何变量，等于算了一次就扔掉了。

八、小练习

练习 1：定义一个函数 max_of_three(a, b, c)，返回三个数中的最大值，并打印 max_of_three(4, 19, 7) 的结果。

练习 2：在 Scratch 中制作一块「画星形」的自制积木，输入项为边长，内部重复 5 次：移动边长步、右转 144 度。想一想为什么是 144 度。

练习 3：下面代码的输出是什么？ def add(a, b): a + b

print(add(3, 4))

参考答案： 练习 1： def max_of_three(a, b, c): m = a if b > m: m = b if c > m: m = c return m print(max_of_three(4, 19, 7)) # 输出 19

练习 2：五角星的外角是 180 - 108 = 72 度，用「右转 144 度」等价于画内角 108 度的尖角路径（144 = 360 - 216，也可理解为每次转两个外角），画出的是一个规整的五角星。

练习 3：函数里只有 a + b 而没有 return，返回值是 None，所以输出 None。正确写法是 return a + b，输出 7。

九、小结

函数的本质是「抽象」：把一段具体做法封装起来，用一个名字代替它。它带来三个好处——代码更短、逻辑更清晰、修改一处全局生效。当你发现脚本里有两段几乎一样的代码时，就是该把它变成函数的时候。这条经验在 Scratch、Python、C++ 里同样成立，也是所有编程语言共用的一条基本设计原则。