Python函數(shù)進(jìn)階的使用方法實例分析

今天小編給大家分享一下Python函數(shù)進(jìn)階的使用方法實例分析的相關(guān)知識點，內(nèi)容詳細(xì)，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

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Python函數(shù)進(jìn)階的使用方法實例分析

一、函數(shù)的命名空間和作用域

1、函數(shù)的命名空間

  • 什么是命名空間？

假如有一串代碼，觀察其輸出結(jié)果：

def f():
    a = 1
    return a

print(a)

輸出結(jié)果：
Traceback (most recent call last):
  File "E:/python代碼/11/文件一.py", line 4, in <module>
    print(a)
NameError: name 'a' is not defined

報錯了！錯誤是“name 'a' is not defined”。變量a沒有被定義。。。為啥？我明明定義了a=1呀！

那我們就要了解一下Python代碼運行時遇到函數(shù)時怎么做的：

首先從python解釋器開始執(zhí)行之后，就在內(nèi)存中開辟了一個空間每當(dāng)遇到一個變量的時候，就把變量名和值之間的對應(yīng)關(guān)系記錄下來。但是當(dāng)遇到函數(shù)定義的時候解釋器只是象征性的將函數(shù)名讀入內(nèi)存，表示知道這個函數(shù)的存在了，至于函數(shù)內(nèi)部的變量和邏輯解釋器根本不關(guān)心。等執(zhí)行到函數(shù)調(diào)用的時候，python解釋器會再開辟一塊內(nèi)存來存儲這個函數(shù)里的內(nèi)容，這個時候，才關(guān)注函數(shù)里面有哪些變量，而函數(shù)中的變量會存儲在新開辟出來的內(nèi)存中。函數(shù)中的變量只能在函數(shù)的內(nèi)部使用，并且會隨著函數(shù)執(zhí)行完畢，這塊內(nèi)存中的所有內(nèi)容也會被清空。

我們給這個“存放名字與值的關(guān)系”的空間起了一個名字——叫做命名空間

代碼在最開始創(chuàng)建的存儲“變量名與值的關(guān)系”的空間叫做全局命名空間，在函數(shù)內(nèi)部運行中開辟的臨時的空間叫做局部命名空間

  • 函數(shù)命名空間三大類

函數(shù)命名空間一共分為三大類

1、內(nèi)置命名空間 —— python解釋器
    # 就是python解釋器一啟動就可以使用的名字存儲在內(nèi)置命名空間中
    # 內(nèi)置的名字在啟動解釋器的時候被加載進(jìn)內(nèi)存里
2、全局命名空間 —— 我們寫的代碼但不是函數(shù)中的代碼
    # 是在程序從上到下被執(zhí)行的過程中依次加載進(jìn)內(nèi)存的
    # 放置了我們設(shè)置的所有變量名和函數(shù)名
3、局部命名空間 —— 函數(shù)
    # 就是函數(shù)內(nèi)部定義的名字
    # 當(dāng)調(diào)用函數(shù)的時候 才會產(chǎn)生這個名稱空間 隨著函數(shù)執(zhí)行的結(jié)束 這個命名空間就又消失了

#在局部:可以使用全局、內(nèi)置命名空間中的名字
#在全局:可以使用內(nèi)置命名空間中的名字，但是不能用局部中使用
#在內(nèi)置:不能使用局部和全局的名字的

內(nèi)置命名空間：內(nèi)置命名空間中存放了Python解釋器為我們提供的名字（函數(shù)）我們不需要定義，都是我們熟悉的打開解釋器就能夠直接使用如：input、print、str、set……

  • 三種命名空間之間的加載與取值順序

加載順序：內(nèi)置命名空間(程序運行前加載 > 全局命名空間(程序運行中：從上到下加載) > 局部命名空間(程序運行中：調(diào)用時才加載)

在局部調(diào)用時：局部命名空間 > 全局命名空間 > 內(nèi)置命名空間

在全局調(diào)用時：全局命名空間 > 內(nèi)置命名空間

例子：

a = 10
def f():
    a = 1
    print(a)
f()
print(a)

輸出結(jié)果：
1
10

2、函數(shù)的作用域

作用域就是作用范圍，按照生效范圍可以分為全局作用域和局部作用域。

全局作用域：包含內(nèi)置名稱空間、全局名稱空間，在整個文件的任意位置都能被引用、全局有效

局部作用域：局部名稱空間，只能在局部范圍內(nèi)生效

  • globals和locals方法

locals()：函數(shù)會以字典類型返回當(dāng)前位置的全部局部變量。
globals()：函數(shù)會以字典類型返回當(dāng)前位置的全部全局變量。

def func():
    a = 1
    print(locals())
    print(globals())
    print('========================分割線==========================')
func()
print(locals())
print(globals())

輸出結(jié)果：

Python函數(shù)進(jìn)階的使用方法實例分析

  • global關(guān)鍵字

1、global是Python中的全局變量關(guān)鍵字。
2、變量分為局部變量與全局變量，局部變量又可稱之為內(nèi)部變量。
3、由某對象或某個函數(shù)所創(chuàng)建的變量通常都是局部變量，只能被內(nèi)部引用，而無法被其它對象或函數(shù)引用。
4、全局變量既可以是某對象函數(shù)創(chuàng)建，也可以是在本程序任何地方創(chuàng)建。全局變量是可以被本程序所有對象或函數(shù)引用。
5、global關(guān)鍵字的作用是可以使得一個局部變量為全局變量

例子：

在my函數(shù)中，在 x 前面加 global，my函數(shù)將 x 賦為8，此時全局變量中的 x 值改變。需要注意的是 global 需要在函數(shù)內(nèi)部聲明，若在函數(shù)外聲明，則函數(shù)依然無法操作 x 。

x = 4
 
def my():
    global x
    x = 8
    print("x = ", x)
 
print("x = ", x)
my()
print("x = ", x)
 
 
輸出結(jié)果是：
x = 4
x = 8
x = 8

二、函數(shù)的嵌套和作用域鏈

  • 函數(shù)的嵌套調(diào)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

ret = max4(1,2,4,3)
print(ret)

輸出結(jié)果：
4

  • 函數(shù)的嵌套定義

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

    f2()
f1()

輸出結(jié)果：
in f1
in f2

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

        print("in f2")
        f3()

    print("in f1")
    f2()


f1()

輸出結(jié)果：
in f1
in f2
in f3

  • 函數(shù)的作用域鏈

a = 1
def outer():
    a = 5
    def inner():
        a = 2
        def inner2():
            nonlocal a
            a += 1
            print('inner2',a)
        inner2()
        print('##a##:',a)
    inner()
    print('**a**:',a)

outer()

print('全局:',a)

輸出結(jié)果：
inner2 3
##a##: 3
**a**: 5
全局: 1

  • nonlocal關(guān)鍵字

#nonlocal 只能用于局部變量，找上層中離當(dāng)前函數(shù)最近一層的局部變量且外部必須有這個變量
#聲明了nonlocal的內(nèi)部函數(shù)的變量修改會影響到離當(dāng)前函數(shù)最近一層的局部變量
#對全局無效，在內(nèi)部函數(shù)聲明nonlocal變量之前不能再出現(xiàn)同名變量
#對局部也只是對最近一層有影響
def f1():
    a = 1
    def f2():
        nonlocal a
        a = 2
    f2()
    print('a in f1 : ',a)

f1()

輸出結(jié)果：
a in f1 :  2

  • global關(guān)鍵字

# 對于不可變數(shù)據(jù)類型 在局部可是查看全局作用域中的變量
# 但是不能直接修改
# 如果想要修改，需要在程序的一開始添加global聲明
# 如果在一個局部（函數(shù)）內(nèi)聲明了一個global變量，那么這個變量在局部的所有操作將對全局的變量有效

三、函數(shù)名的本質(zhì)

  1. 函數(shù)名就是內(nèi)存地址

  2. 函數(shù)名可以被賦值

  3. 函數(shù)名可以作為容器類型的元素

  4. 函數(shù)名可以作為函數(shù)的返回值

  5. 函數(shù)名可以作為函數(shù)的參數(shù)

def func():
    print(123)
func()
print(func)
# 函數(shù)名就是內(nèi)存地址
# 函數(shù)名可以被賦值
func2 = func
func2()

#函數(shù)名可以作為容器類型的元素
l = [func,func2]
for i in l:
    i()
def func():
    print(123)

def wahaha(f):
    f()
    return f            #函數(shù)名可以作為函數(shù)的返回值
qqxing = wahaha(func)   #函數(shù)名可以作為函數(shù)的參數(shù)
qqxing()

輸出結(jié)果：
123
<function func at 0x000001ADF9946280>
123
123
123
123
123

  • 思考

如果我自己定義了一個input函數(shù)（作用：調(diào)用該函數(shù)就打印'在下周周ovo'），會不會與內(nèi)置的input函數(shù)有沖突呢？

def input(a):
    print('在下周周ovo')

那么接下來的代碼怎么運行呢？

def input(a):
    print('在下周周ovo')

def func():
    input('請輸入')
    print(input)

func()

答案：

Python函數(shù)進(jìn)階的使用方法實例分析

四、閉包

  • 閉包函數(shù)的概念

內(nèi)部函數(shù)包含對外部作用域而非全劇作用域名字的引用，該內(nèi)部函數(shù)稱為閉包函數(shù)
#函數(shù)內(nèi)部定義的函數(shù)稱為內(nèi)部函數(shù)

由于有了作用域的關(guān)系，我們就不能拿到函數(shù)內(nèi)部的變量和函數(shù)了。如果我們就是想拿怎么辦呢？返回呀！

如果函數(shù)內(nèi)的變量我們要想在函數(shù)外部用，可以直接返回這個變量，那么如果我們想在函數(shù)外部調(diào)用函數(shù)內(nèi)部的函數(shù)呢？那就直接將函數(shù)名字作為返回值就好

def outer():
    a = 1
    def inner():
        print(a)    #內(nèi)部函數(shù)調(diào)用了外部變量a
    return inner

inn = outer()
inn()

輸出結(jié)果：
1

  • 閉包函數(shù)的判斷方法

判斷閉包函數(shù)的方法__closure__

當(dāng)運行后，如果有cell的話，就表示是閉包函數(shù)。如果沒有就不是。

#輸出的__closure__有cell元素 ：是閉包函數(shù)
def func():
    name = 'eva'
    def inner():
        print(name)
    print(inner.__closure__)
    return inner

f = func()
f()

#輸出的__closure__為None ：不是閉包函數(shù)
name = 'egon'
def func2():
    def inner():
        print(name)
    print(inner.__closure__)
    return inner

f2 = func2()
f2()

輸出結(jié)果：
(<cell at 0x000001E935CB0FA0: str object at 0x000001E935CC2CB0>,)
eva
None
egon

  • 閉包嵌套

顧名思義是兩個或以上的閉包函數(shù)嵌套在一起

def wrapper():
    money = 10
    def func():
        name = 'zhou'    
        def inner():
            print(name,money)    #引用了func()函數(shù)中name變量引用了wrapper()函數(shù)中money變量
        return inner
    return func

f = wrapper()
i = f()
i()

輸出結(jié)果：
zhuo 10

小結(jié)

#func(一個函數(shù)名)  --->>對應(yīng)函數(shù)的內(nèi)存地址
#函數(shù)名（）---函數(shù)調(diào)用
#函數(shù)的內(nèi)存地址----（）函數(shù)的調(diào)用
# 作用域兩種
# 全局作用域 —— 作用在全局 —— 內(nèi)置和全局名字空間中的名字都屬于全局作用域  ——globals()
# 局部作用域 —— 作用在局部 —— 函數(shù)（局部名字空間中的名字屬于局部作用域） ——#locals()globals() : 永遠(yuǎn)打印全局的名字
#locals()  : 輸出什么 根據(jù)locals所在位置
#在代碼中要盡量少定義全局變量，多使用返回值和接收返回值
#函數(shù)的嵌套：
        嵌套調(diào)用
        嵌套定義：定義在內(nèi)部的函數(shù)無法直接在全局被調(diào)用
#函數(shù)名的本質(zhì)：
        就是一個變量，保存了函數(shù)所在的內(nèi)存地址
#閉包：
        內(nèi)部函數(shù)包含對外部作用域而非全劇作用域名字的引用，該內(nèi)部函數(shù)稱為閉包函數(shù)

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