• 函数补充知识


     一,函数的命名空间

    在python中有三种命名空间:内置命名空间,全局命名空间,局部命名空间。

    内置命名空间 —— python解释器

    •  就是python解释器一启动就可以使用的名字存储在内置命名空间中
    • 内置的名字在启动解释器的时候被加载进内存里

    全局命名空间 —— 我们写的代码但不是函数中的代码

    • 是在程序从上到下被执行的过程中依次加载进内存的
    • 放置了我们设置的所有变量名和函数名

    局部命名空间 —— 函数

    • 就是函数内部定义的名字
    • 当调用函数的时候 才会产生这个名称空间 随着函数执行的结束 这个命名空间就又消失了

    命名空间注意:

    • 在正常情况下,直接使用内置的名字
    • 当我们在全局定义了和内置名字空间中同名的名字时,会使用全局的名字
    • 当我自己有的时候 我就不找我的上级要了
    • 如果自己没有 就找上一级要 上一级没有再找上一级 如果内置的名字空间都没有 就报错
    • 多个函数应该拥有多个独立的局部名字空间,不互相共享

    需要注意的是这里提到的上一级可以参考下面的关系表

    假如定义了一个函数function()其中,function表示函数的内存地址,function()表示调用函数,函数的内存地址()表示函数的调用。

    二,作用域

    作用域分为两种:全局作用域跟局部作用域。

    全局作用域:作用在全局,内置和全局名字空间中的名字都属于全局作用域         ——globals()

    局部作用域: 作用在局部,函数(局部名字空间中的名字属于局部作用域)        ——locals()

    对于不可变数据类型 在局部可是查看全局作用域中的变量,但是不能直接修改,如果想要修改,需要在程序的一开始添加global声明。
    如果在一个局部(函数)内声明了一个global变量,那么这个变量在局部的所有操作将对全局的变量有效。但是不建议这样使用。

     三,闭包

    首先介绍一下闭包的概念:在一些语言中,在函数中可以(嵌套)定义另一个函数时,如果内部的函数引用了外部的函数的变量,则可能产生闭包。闭包可以用来在一个函数与一组“私有”变量之间创建关联关系。在给定函数被多次调用的过程中,这些私有变量能够保持其持久性。

    在python中想要形成闭包必须具备这三个条件:

    1.必须有一个内嵌函数(函数里定义的函数)——这对应函数之间的嵌套
    2.内嵌函数必须引用一个定义在闭合范围内(外部函数里)的变量——内部函数引用外部变量
    3.外部函数必须返回内嵌函数——必须返回那个内部函数

     1 def func():
     2     x=5
     3     def pow():
     4         nonlocal x
     5         x=x*x
     6         return x
     7     return pow
     8 a=func()
     9 print(a())
    10 print(a())

    “闭包”的作用——保存函数的状态信息,使函数的局部变量信息依然可以保存下来。这里用到了nonlocal关键字,该关键字的作用和local的作用类似,就是让“内部函数”可以修改“外部函数(装饰器)”的局部变量值。

    四,装饰器

    在前面我们讲到的装饰器,没有传参数。但是有一种情况,就是有的函数需要加,有的不需要,或者有的函数有时候需要加,有时候又不要了呢。我们想到就是能不能通过给装饰器传一个参数,通过参数来判断需不需要执行。

     1 def times_out(judge):
     2     def times(f):
     3         def internal(*args,**kwargs):
     4             if judge:
     5                 stime=time.time()
     6                 res=f(*args,**kwargs)
     7                 etime=time.time()
     8                 print('cost time is %s' %(etime-stime))
     9                 return res
    10             else:
    11                 res=f(*args,**kwargs)
    12                 return res
    13         return internal
    14     return times
    15 import time
    16 judge=True #执行装饰器就为True,不执行改为false
    17 @times_out(judge)
    18 def test():
    19     time.sleep(1)
    20     print('this is test')
    21     return 'nb'
    22 print(test())
    View Code

    我们可以发现想要传参数就是在外面加一层函数达到传参的效果。但是问题又来了,如果同一个函数需要用到多个装饰器,那执行的顺序或者流程又是什么呢。我想了想,只有拖着疲惫的身体跟大家分享一下我对这个的分析吧。当然为了让大家更好的明白执行顺序,我们的装饰器功能就比较简单了。

     1 def f1(f):
     2     def inner1(*args,**kwargs):
     3         print('this is f1 befor')
     4         res=f(*args,**kwargs)
     5         print('this is f1 after')
     6         return res
     7     return inner1
     8 def f2(f):
     9     def inner2(*args,**kwargs):
    10         print('this is f2 befor')
    11         res=f(*args,**kwargs)
    12         print('this is f2 after')
    13         return res
    14     return inner2
    15 @f2  #f=f2(f)=f2(inner1)=inner2
    16 @f1  #f=f1(f)=inner1
    17 def say():
    18     print('this is main')
    19 say() #say()=f()=inner(2)
    View Code

    上述代码执行结果

    1 this is f2 befor
    2 this is f1 befor
    3 this is main
    4 this is f1 after
    5 this is f2 after

    下面的上面代码的流程图,方便大家理解,还有就是当有多装饰器时,先执行离函数近的那个装饰器。

    当然装饰器还有可能不止两个,但是你只要明白两个装饰器的原理,再多的装饰器的流程你都能搞清楚具体执行流程了。

    五,生成器高级版

    以前我在学生成器的时候学得比较简单,没想到现在回过头在看生成器相关的知识时,发现,卧槽,还能这么玩啊,当时我都懵了,现在跟大家分享一下下面几种生成器的例子。可能理解起来比较困难,估计有点抽象,但是还是很重要的。下面两道题,你先算一下答案是好多,然后自己运行一下,看看最终结果跟你想的差距。

    1 def test():
    2     for i in range(4):
    3         yield i
    4 g=test()
    5 g1=(i for i in g)
    6 g2=(i for i in g1)
    7 print(list(g1))
    8 print(list(g2))

    下面是我画的流程分析,有一点抽象。需要提醒的是,生成器在前面并没有执行哦,只有在print(list(g1))的时候才开始从里面取值。

    如果你实在难以理解,可以想象成在list(g1)的时候已经把g中的数据取完了,然后g,g1里面都没有值了,所以当g2来取值时,什么都没有了。

    下面还有一个更加复杂的,理解起来更加困难,我觉得还是最好自己加断点调试一下。

    1 def add(n,i):
    2     return n+i
    3 def test():
    4     for i in range(4):
    5         yield i
    6 g=test()
    7 for n in [1,10]:
    8     g=(add(n,i) for i in g)
    9 print(list(g))

    这道题的流程分析,理解起来,emmm,很困难。下面的流程图是我个人理解,加上调试得出的。希望能帮助到你吧。

    这道题理解确实有点麻烦,做这种题,需要把他先分解,然后一步一步分析。希望我这个很丑的流程图,能够让你理解起来容易一点吧。

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