python-函数（命名空间、作用域、闭包）

一、命名空间

　　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

#在局部使用变量取值情况
x = 1
def f(x):
    print(x)

print(10)

在全局调用：全局命名空间->内置命名空间

#在全局引用变量x
x = 1
def f(x):
    print(x)

f(10)
print(x)

#在全局引用内置max
print(max)

变量作用域

Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。

变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4中，分别是：

• L （Local） 局部作用域
• E （Enclosing） 闭包函数外的函数中
• G （Global） 全局作用域
• B （Built-in） 内建作用域

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，只能在局部范围内生效

以 L –> E –> G –>B 的规则查找，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内建中找。

x = int(2.9)  # 内建作用域
 
g_count = 0  # 全局作用域
def outer():
    o_count = 1  # 闭包函数外的函数中
    def inner():
        i_count = 2  # 局部作用域　

全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。

局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：

#!/usr/bin/python3

total = 0; # 这是一个全局变量
# 可写函数说明
def sum( arg1, arg2 ):
    #返回2个参数的和."
    total = arg1 + arg2; # total在这里是局部变量.
    print ("函数内是局部变量 : ", total)
    return total;

#调用sum函数
sum( 10, 20 );
print ("函数外是全局变量 : ", total)

以上实例输出结果：

函数内是局部变量 :  30
函数外是全局变量 :  0

globals() 函数会以字典类型返回当前位置的全部全局变量。

#在全局调用globals和locals
print(globals())
print(locals())

>>>a='runoob'
>>> print(globals()) # globals 函数返回一个全局变量的字典，包括所有导入的变量。
{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__', '__doc__': None, 'a': 'runoob', '__package__': None}

locals() 函数会以字典类型返回当前位置的全部局部变量。

>>>def runoob(arg):    # 两个局部变量：arg、z
...     z = 1
...     print locals()
... 
>>> runoob(4)
{'z': 1, 'arg': 4}      # 返回一个名字/值对的字典
>>>

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

func()

global关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字。

以下实例修改全局变量 num：

#!/usr/bin/python3

num = 1
def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num) 
    num = 123
    print(num)
fun1()
#以上实例输出结果：
1
123

如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了，如下实例：

#!/usr/bin/python3
 
def outer():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer()
以上实例输出结果：
100
100

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)

函数的嵌套调用

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

    f2()
f1()

函数的嵌套定义(一)

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

函数的嵌套定义(二)

def f1():
    a = 1
    def f2():
        print(a)
    f2()

f1()

作用域链（一）

def f1():
    a = 1
    def f2():
        def f3():
            print(a)
        f3()
    f2()

f1()

作用域链（二）

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

f1()

作用域链（三）

　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()

nonlocal关键字

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

def func():
    print('in func')

f = func
print(f)

2.可以被当作容器类型的元素

def f1():
    print('f1')


def f2():
    print('f2')


def f3():
    print('f3')

l = [f1,f2,f3]
d = {'f1':f1,'f2':f2,'f3':f3}
#调用
l[0]()
d['f2']()

函数被当作容易类型的元素

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

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

　　闭包

def func():
    name = 'eva'
    def inner():
        print(name)

　　

闭包函数：

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
#函数内部定义的函数称为内部函数

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()
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()
i = f()
i()

 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