在Python中，可以通过定义函数来实现各种计算功能，包括数学运算、数据处理等。这种编程方式不仅提高了代码的可重用性，还便于模块化管理和优化性能。

1. 定义计算函数的基本语法

Python中的函数定义使用def关键字，后接函数名、参数列表和冒号，然后缩进编写函数体。函数的返回值通过return语句实现。例如，一个简单的加法函数可以写作：

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

2. 常见计算函数案例

计算整数各位数之和

以下是一个计算整数各位数之和的函数示例：

def sum_of_digits(num):
    total = 0
    while num > 0:
        total += num % 10
        num //= 10
    return total

该函数通过循环提取数字的每一位，并累加求和。

阶乘计算

使用递归方式计算阶乘：

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n - 1)

递归是解决此类问题的一种简洁方法。

3. 优化计算函数

避免全局变量

将代码块放入函数中，减少全局变量的使用，可以提升代码运行效率。例如：

def optimized_sqrt(x):
    return x ** 0.5

相比直接使用全局变量调用math.sqrt(x)，这种方式更高效。

使用内置函数

Python的math模块提供了多种数学函数，如sqrt()、factorial()等，可以直接调用以提高性能。

4. 执行时间测量

测量函数执行时间可以使用timeit模块或time.perf_counter()：

import timeit

def test_function():
    return sum_of_digits(12345)

execution_time = timeit.timeit(test_function, number=1000)
print(f"Execution time: {execution_time:.6f} seconds")

通过测量多次执行的时间，可以更准确地评估函数性能。

5. 总结与提示

通过定义函数，你可以轻松实现各种计算功能。合理使用递归、优化全局变量、调用内置函数等方法，能够有效提升代码的执行效率和可读性。如果你需要进一步了解Python函数的优化技巧，可以参考更多案例和实践。