• day09 python之函数进阶


    楔子

    假如有一个函数,实现返回两个数中的较大值:

    def my_max(x,y):
        m = x if x>y else y
        return m
    bigger = my_max(10,20)
    print(bigger)

    之前是不是我告诉你们要把结果return回来你们就照做了?可是你们有没有想过,我们为什么要把结果返回?如果我们不返回m,直接在程序中打印,行不行?

    来看结果:

    >>> def my_max(x,y):
    ...     m = x if x>y else y
    ... 
    >>> my_max(10,20)
    >>> print(m)
    Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'm' is not defined

    报错了!错误是“name 'm' is not defined”。变量m没有被定义。。。为啥?

    因为从python解释器开始执行之后,就在内存中开辟了一个空间

    每当遇到一个变量的时候,就把变量名和值之间的对应关系记录下来。

    但是当遇到函数定义的时候解释器只是象征性的将函数名读入内存,表示知道这个函数的存在了,至于函数内部的变量和逻辑,解释器根本不关心。

    等执行到函数调用的时候,python解释器会再开辟一块内存来存储这个函数里的内容,这个时候,才关注函数里面有哪些变量,而函数中的变量会存储在新开辟出来的内存中。函数中的变量只能在函数的内部使用,并且会随着函数执行完毕,这块内存中的所有内容也会被清空。

    我们给这个“存放名字与值的关系”的空间起了一个名字——叫做命名空间

    代码在运行伊始,创建的存储“变量名与值的关系”的空间叫做全局命名空间,在函数的运行中开辟的临时的空间叫做局部命名空间

    命名空间和作用域

    命名空间的本质:存放名字与值的绑定关系 

    命名空间一共分为三种:

      全局命名空间

      局部命名空间

      内置命名空间

    *内置命名空间中存放了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。

    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:

      在局部调用:局部命名空间->全局命名空间->内置命名空间

      在全局调用:全局命名空间->内置命名空间

    作用域

    作用域就是作用范围,按照生效范围可以分为全局作用域和局部作用域。

    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

    局部作用域:局部名称空间,只能在局部范围生效

    globals和locals方法

    print(globals())
    print(locals())
    在全局调用globals和locals
    def func():
        a = 12
        b = 20
        print(locals())
        print(globals())
    
    func()
    在局部调用globals和locals

    global关键字

    a = 10
    def func():
        global a        # 可以在局部更改全局变量
        a = 20
    
    print(a)
    func()
    print(a)
    global关键字

    函数的嵌套和作用域链

      函数的嵌套调用

    def max2(x,y):
        m  = x if x>y else y
        return m
    
    def max4(a,b,c,d):
        res1 = max2(a,b)
        res2 = max2(res1,c)
        res3 = max2(res2,d)
        return res3
    
    # max4(23,-7,31,11)

      函数的嵌套定义

    def f1():
        print("in f1")
        def f2():
            print("in f2")
    
        f2()
    f1() 
    def f1():
        def f2():
            def f3():
                print("in f3")
            print("in f2")
            f3()
        print("in f1")
        f2()
        
    f1()  

         函数的作用域链

    def f1():
        a = 1
        def f2():
            print(a)
        f2()
    
    f1()
    def f1():
        a = 1
        def f2():
            def f3():
                print(a)
            f3()
        f2()
    
    f1()
    def f1():
        a = 1
        def f2():
            a = 2
        f2()
        print('a in f1 : ',a)
    
    f1()

        nonlocal关键字

    # 1.外部必须有这个变量
    # 2.在内部函数声明nonlocal变量之前不能再出现同名变量
    # 3.内部修改这个变量如果想在外部有这个变量的第一层函数中生效
    def f1():
        a = 1
        def f2():
            nonlocal a
            a = 2
        f2()
        print('a in f1 : ',a)
    
    f1()

     函数名的本质

    函数名本质上就是函数的内存地址

    1.可以被引用

    2.可以被当作容器类型的元素

    3.可以当作函数的参数和返回值

    *不明白?那就记住一句话,就当普通变量用

    闭包
    def func():
        name = 'eva'
        def inner():
            print(name)  #内部函数调用上级函数的变量

    闭包函数:

    内部函数包含对外部作用域而非全局作用域名字的引用,该内部函数称为闭包函数
    #函数内部定义的函数称为内部函数

     函数内的变量会随着函数运行结束而从内存中消失,再次调用的时候重新开辟内存空间.闭包可以使变量在程序运行过程中一直存在内存中

    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?

    这才是闭包函数最常用的用法

    def func():
        name = 'eva'
        def inner():
            print(name)
        return inner
    
    f = func()  # func()的返回值是inner,所以f() == inner()
    f()

    判断闭包函数的方法__closure__

    #输出的__closure__有cell元素 :是闭包函数
    def func():
        name = 'eva'
        def inner():
            print(name)
        print(inner.__closure__)
        return inner
    
    f = func()
    f()
    
    #输出的__closure__为None :不是闭包函数
    name = 'egon'
    def func2():
        def inner():
            print(name)
        print(inner.__closure__)
        return inner
    
    f2 = func2()
    f2()
    def wrapper():
        money = 1000
        def func():
            name = 'eva'
            def inner():
                print(name,money)
            return inner
        return func
    
    f = wrapper()    # wrapper()的返回值是 func
    i = f()        # f()==func(),返回值是inner
    i()        # i()==inner() 闭包调用name,money输出
    闭包嵌套
    from urllib.request import urlopen
    
    def index():
        url = "http://www.xiaohua100.cn/index.html"
        def get():
            return urlopen(url).read()
        return get
    
    xiaohua = index()
    content = xiaohua()
    print(content)
    闭包函数获取网络应用

    本章小结

    命名空间:

      一共有三种命名空间从大范围到小范围的顺序: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):

    小范围的可以用大范围的
    但是大范围的不能用小范围的
    范围从大到小(图)

    在小范围内,如果要用一个变量,是当前这个小范围有的,就用自己的
    如果在小范围内没有,就用上一级的,上一级没有就用上上一级的,以此类推。
    如果都没有,报错

    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:

      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

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