Python 函式回傳值與多重回傳

簡介

在程式開發的過程中，函式（Function）不只是執行一段程式碼那麼簡單，它也是 資訊傳遞的橋樑。函式的回傳值決定了呼叫端能取得什麼結果，直接影響程式的可讀性、可測試性與維護成本。

尤其在 Python 中，回傳值的彈性相當高：不只可以回傳單一物件，還可以一次回傳多個值，甚至是 None 代表「無回傳」。掌握這些技巧，能讓你寫出更簡潔、模組化的程式，從基礎練習到實務專案都少不了。

本篇文章將以 淺顯易懂 的方式說明函式回傳值的概念、常見寫法、實作範例，並探討多重回傳的原理與應用，最後提供陷阱、最佳實踐與實務情境，幫助初學者到中級開發者快速上手。

核心概念

1. 基本回傳 (`return`)

函式執行到 return 陳述式時，會把緊接在其後的物件傳回給呼叫端。若沒有 return，Python 會自動回傳 None。

def square(x):
    """傳回 x 的平方"""
    return x * x

result = square(5)   # result 為 25
print(result)

小技巧：return 後面可以直接寫運算式，省去額外的變數。

2. 回傳 `None` 的意義

None 常用來表示「沒有結果」或「失敗」。在函式內部可以透過條件判斷決定是否回傳 None，讓呼叫端自行處理例外情況。

def find_user(username, users):
    """在 users（字典）中搜尋 username，找不到回傳 None"""
    return users.get(username)   # 若 key 不存在，dict.get 會回傳 None

user = find_user('alice', {'bob': 1, 'carol': 2})
if user is None:
    print('使用者不存在')

3. 多重回傳（Tuple Packing & Unpacking）

Python 允許一次回傳多個值，背後其實是將多個物件打包成 tuple，再交給呼叫端。呼叫端可以一次解包（unpacking）取得各個值。

def stats(numbers):
    """回傳列表的最小值、最大值與平均值"""
    total = sum(numbers)
    count = len(numbers)
    return min(numbers), max(numbers), total / count   # 回傳 tuple

minimum, maximum, average = stats([3, 7, 2, 9])
print(f"最小: {minimum}, 最大: {maximum}, 平均: {average:.2f}")

重點：即使只寫一個值 return x,（注意逗號），仍會回傳單元素 tuple，避免與單一值混淆。

4. 回傳可變資料型別（list、dict、object）

回傳的物件可以是任何 Python 資料型別，甚至是自訂類別。需要注意的是 可變物件的參考傳遞，若在呼叫端修改回傳值，原始資料也會受到影響。

def get_config():
    """回傳一個設定字典，呼叫端可以直接修改"""
    return {'debug': True, 'timeout': 30}

cfg = get_config()
cfg['debug'] = False   # 原始字典也被改變
print(cfg)

如果不希望呼叫端改變原始資料，可以回傳 深拷貝（copy.deepcopy）或將資料轉換為不可變型別（如 tuple、frozenset）。

程式碼範例

範例 1：簡單回傳與預設值

def greet(name="使用者"):
    """若未提供 name，使用預設值"""
    return f"哈囉，{name}！"

print(greet())          # 哈囉，使用者！
print(greet("小明"))    # 哈囉，小明！

範例 2：回傳 `None` 代表錯誤

def divide(a, b):
    """除法運算，b 為 0 時回傳 None"""
    if b == 0:
        return None
    return a / b

result = divide(10, 0)
if result is None:
    print("除數不可為 0")
else:
    print(result)

範例 3：多重回傳 – 資料驗證

def validate_user(username, password):
    """
    回傳 (is_valid, message)：
    - is_valid: bool，驗證結果
    - message: 錯誤或成功訊息
    """
    if len(username) < 3:
        return False, "使用者名稱太短"
    if len(password) < 6:
        return False, "密碼必須至少 6 個字元"
    return True, "驗證成功"

valid, msg = validate_user("abc", "12345")
print(valid, msg)   # False 使用者名稱太短

範例 4：回傳可變結構（list）

def filter_even(numbers):
    """回傳所有偶數組成的列表"""
    return [n for n in numbers if n % 2 == 0]

evens = filter_even([1, 2, 3, 4, 5, 6])
print(evens)   # [2, 4, 6]

範例 5：多重回傳搭配解包（星號展開）

def get_coordinates():
    """回傳 (x, y, z) 三個座標值"""
    return 12.5, -7.3, 0.0

# 只取前兩個座標，剩下的用 *rest 收集
x, y, *rest = get_coordinates()
print(f"x={x}, y={y}, 其餘={rest}")   # x=12.5, y=-7.3, 其餘=[0.0]

常見陷阱與最佳實踐

陷阱	說明	解決方式
忘記 `return`	函式只執行無回傳，呼叫端得到 `None`，容易產生 `TypeError`。	確認每條執行路徑都有 `return`，或在函式結尾加上 `return None` 以明確表達。
回傳可變物件導致副作用	呼叫端改變回傳的 list/dict，原始資料被意外修改。	使用 `copy.deepcopy()` 或回傳不可變型別（如 `tuple`）。
多重回傳時忘記解包	直接把回傳的 tuple 賦值給單一變數，導致變數是 tuple 而非各別值。	使用 `a, b = func()` 或 `a, *rest = func()` 正確解包。
回傳過多值，降低可讀性	一次回傳 5~6 個值，呼叫端難以記住每個位置的意義。	考慮回傳 namedtuple、dataclass 或 dict，提升可讀性。
回傳 `None` 與布林值混用	有時把 `None` 當作 `False` 判斷，可能隱藏錯誤。	明確使用 `is None` 來檢查 `None`，或使用例外（`raise`）表示錯誤。

最佳實踐

單一職責：每個函式只回傳與其功能直接相關的資訊，避免一次回傳過多不相關的值。
使用型別註解：def func() -> Tuple[int, str]: 讓 IDE 與閱讀者清楚知道回傳型別。
文件字串（docstring）：在函式最上方說明回傳值的型別與意義，配合 help() 使用。
盡量回傳不可變資料：若資料不需要在外部修改，使用 tuple、frozenset，減少副作用。
錯誤處理：對於可能失敗的情況，優先考慮拋出例外 (raise ValueError) 而非回傳 None，讓錯誤更易追蹤。

實際應用場景

場景	為什麼需要回傳值	範例
資料庫查詢	需要把查詢結果（可能是多筆資料）回傳給上層處理。	`def fetch_user(id) -> Optional[dict]:`
統計分析	同時計算多項指標（最小、最大、平均），一次回傳即可。	`def compute_stats(data) -> Tuple[float, float, float]:`
API 回傳	服務端回傳 JSON 結構，呼叫端直接使用字典。	`def call_api(url) -> dict:`
圖形繪製	計算座標點後回傳多個座標值供繪圖函式使用。	`def calculate_path(...) -> List[Tuple[int, int]]:`
使用者驗證	回傳驗證結果與錯誤訊息，讓 UI 能即時顯示。	`def login(username, pwd) -> Tuple[bool, str]:`

這些情境中，正確設計回傳值的型別與結構 能讓程式碼更具可讀性、可測試性，也更容易在團隊協作時維護。

總結

函式的回傳值是資訊流的關鍵，決定了上層程式能取得什麼結果。
Python 支援 單值回傳、None、多重回傳（透過 tuple）以及 任意資料型別 的回傳，提供極大的彈性。
使用 型別註解、docstring、單一職責 的設計原則，能讓回傳值更易於理解與維護。
注意 可變物件的副作用、解包錯誤 以及 錯誤處理，避免常見陷阱。
在實務開發中，回傳值常用於資料庫查詢、統計分析、API 呼叫、圖形座標與驗證結果等場景，正確運用能大幅提升程式的可重用性與可測試性。

掌握了函式回傳值與多重回傳的技巧後，你就能寫出 更乾淨、更可靠 的 Python 程式，為日後的專案開發奠定堅實的基礎。祝你在程式之路上持續成長！