python 函数进阶与闭包

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=10
2 def func():
3     global a   使用global将变量改变为全局变量
4     a = 20     将其赋值为20
6 print(a)   打印函数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 10  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

　　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