python 函数进阶与闭包

时间:2022-07-05 22:48:32

函数的命名空间和作用域

命名空间

定义:可以理解为一个容器,在这个容器中可以装许多个名字。不同容器中的同名的名字是不会相互冲突

命名空间的三种形式

内置命名空间     全局命名空间        局部命名空间 

内置   在启动解释器的时候生成的,存放了python解释器为我们提供的名字:input,print,str,list,tuple...它们都是我们熟悉的,拿过来就可以用的方法

全局   文件级别定义的名字都会存放在全局命名空间,执行python文件时会产生,文件执行完毕就会失效
文件级别:定义的名字:顶头写的没有缩进的名字
局部级别:定义在函数内部的名字,只在调用函数时才会生效,函数调用完毕就会失效

三种命名空间之间的加载与取值顺序

 加载顺序:

内置命名空间(程序运行前加载)->全局命名空间(程序运行中:从上到下加载)->局部命名空间(程序运行中:调用时才加载)

取值顺序:

  (1) 在局部调用:局部命名空间->全局命名空间->内置命名空间

1 x = 1
2 def f(x):
3     print(x)
4 print(10)  结果为10
注释:执行代码 第一步x=1 定义函数f并传入形参x 第三步 打印x 第四步

  (2)在全局调用:全局命名空间->内置命名空间

 
1 x = 1
2 def f(x):
3     print(x)
4 
5 f(10)
6 print(x)

函数的作用域:

作用域定义:作用域就是作用范围

作用域分类

1 全局作用域:   包含内置名称空间、全局名称空间,在整个文件的任意位置都能被引用、全局有效  

2 局部作用域:    包含局部名称空间,只能在局部范围内生效

作用域中的关键字

globals查看内置和全局的所有变量名字,
locals查看局部的所有变量名字:当把locals放到全局的位置时可以查看全局的所有变量名字,当把locals放到局部的位置时就可以查看局部范围的所有变量名字

作用域的作用范围

 globals 全局的作用范围
 locals  局部的作用范围
  在局部调用globals和locals
 1 def func():
2     a = 12
3     b = 20
4     print(locals())
5     print(globals())
6 
7 func()

global关键字 能不用尽量不去用

1 a = 10    现在a=20
2 def func():
3     global a   改变全局变量的值为20
4     a = 20 
6 print(a)   函数func中的变量a=20
7 func()
8 print(a)   全局变量a初始值为10,经过globals改变以后值为20
所以结果 20 20

作用域总结:

站在全局的角度,从使用名字来看:如果全局有:用全局的,如果全局没有:用内置的

函数的嵌套和作用域链

函数嵌套的作用

作用:为了保护内部函数,确定内部函数只能在外部函数中被调用

函数的嵌套调用

  1 def f1():
2     print('f1')
3 def f2():
4     a = 10
5     f1()              
6 f2()
7 #代码从上到下读取,f2()调用会调用f2()函数体的内容,最后发现f1()然后调用f1()开始执行函数体的内容最后输出f1

示例二:

 1 def animal():
 2     def tiger():
 3         print('bark')
 4     print('eat')
 5     tiger()
 6 animal()           #函数嵌套调用
 7 
 8 
 9 eat
10 bark 

 函数的嵌套定义

 1  def f1():
 2     def f2():
 3         def f3():
 4             print("in f3")
 5         print("in f2")
 6         f3()
 7     print("in f1")
 8     f2()
 9     
10 f1()

函数的作用域链

1 def f1():
2     a = 1
3     def f2():
4         print(a)
5     f2()
6 
7 f1()      结果为1  
  1 def f1():
2     a = 1
3     def f2():
4         a = 2
5     f2()
6     print('a in f1 : ',a)
7 
8 f1()    结果  1    2

  nonlocal关键字

   1 def f1():
 2     a = 1       nolocal向上改变一层到这里,a的值被改变为2
 3     def f2():
 4         nonlocal a   改变变量a的值并且只可以向上改变一层
 5         a = 2   改变后的值为2
 6     f2()
 7     print('a in f1 : ',a)
 8 
 9 f1()              结果  2  2
10 #函数会使用自己本身的a的赋值,f2()函数体里面的赋值用完会从内存删除掉,想保留要加入nonlocal 加变量名才能会取f2()函数体里a的赋值

函数名的本质

函数名本质上就是函数的内存地址

函数名的作用

1.可以被引用

  def func():
    print('func')  #打印字符串的内容为func
print(func) #打印变量名func的内存地址
f=func #相当于定义了一个变量,名字是f 值为func
print(f) #打印f的内存地址
f() 调用f
#结果
#<function func at 0x02A94390>
#<function func at 0x02A94390>
#func
12 #func会指向函数的内存地址,不会取用函数里面的值,只有加()才能调用函数

 2.可以被当作容器类型(可变数据类型)的元素

   1 def func():
 2     print('func')
 3 print(func)
 4 f=func
 5 print(f)
 6 l = [f]
 7 print(l)
 8 l[0] == f
 9 l[0]()
10 
11 
12 <function func at 0x0000025B3C73B9D8>
13 <function func at 0x0000025B3C73B9D8>
14 [<function func at 0x0000025B3C73B9D8>]
15 func

3.可以当作函数的参数和返回值

1 第一类对象(first-class object)指
2 1.可在运行期创建
3 2.可用作函数参数或返回值
4 3.可存入变量的实体。

 总之就记住一句话,就当普通变量用

闭包

闭包的定义

内部函数包含对外部作用域而非全剧作用域名字的引用,该内部函数称为闭包函数

1.闭 内部的函数
2.包 包含了对外部函数作用域中变量的引用

由于有了作用域的关系,我们就不能拿到函数内部的变量和函数了。如果我们就是想拿怎么办呢?返回呀!

我们都知道函数内的变量我们要想在函数外部用,可以直接返回这个变量,那么如果我们想在函数外部调用函数内部的函数呢?

是不是直接就把这个函数的名字返回就好了?

闭包函数最常用的用法

  1 def func():
2     name = 'eva'
3     def inner():
4         print(name)
5     return inner
6 
7 f = func()
8 f()

判断闭包函数的方法.__closure__

 输出结果含有cell说明该函数是闭包函数
   1 def func():
 2      name = 'Eden'
 3      def inner():
 4          print(name)
 5      print(inner.__closure__)
 6      return inner()
 7 func()    #看输出是否有cell元素有就是闭包函数
 8 
 9 
10 (<cell at 0x000002711EE465B8: str object at 0x000002711EEDA500>,)
11 Eden
12 

16 #输出的__closure__为None :不是闭包函数
17 name = '山鹰'
18 def func2():
19     def inner():
20         print(name)
21     print(inner.__closure__)
22     return inner
23 
24 f2 = func2()
25 f2()
26  
28 None
29 山鹰

闭包函数的嵌套

   1 def wrapper():
 2     money = 1000
 3     def func():
 4         name = 'Eden'
 5         def inner():
 6             print(name,money)
 7         return inner
 8     return func
 9 
10 f = wrapper()
11 i = f()
12 i()

闭包函数在网络上的应用

 1 from urllib.request import urlopen
 2 
 3 def index():
 4     url = "http://www.xiaohua100.cn/index.html"
 5     def get():
 6         return urlopen(url).read()
 7     return get
 8 
 9 xiaohua = index()
10 content = xiaohua()
11 print(content)

小结:

命名空间:

  有三种命名空间从大到小的范围顺序:内置命名空间、全局命名空间、局部命名空间

作用域(包括函数的作用域链):

  调用时,如果在自己的空间内有,就用自己的。如果没有就使用大范围的。不能从大范围中用小范围的。

函数的嵌套:

  嵌套调用

  嵌套定义:定义在内部的函数无法直接在全局被调用

函数名的本质:

  就是一个变量,保存了函数所在的内存地址

闭包(必须理解掌握,闭包是为后面装饰器的出现打基础):

  内部函数包含对外部作用域而非全剧作用域名字的引用,该内部函数称为闭包函数