python基础之函数进阶

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)

之前我们要把结果return回来，可是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？我明明定义了呀！

在这里我们首先回忆一下python代码运行的时候遇到函数是怎么做的。

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

在python之禅中提到过：命名空间是一种绝妙的理念，让我们尽情的使用发挥吧！

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)

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，只能在局部范围内生效

globals和locals方法                               #这两种用法的共同点是，在嵌套函数当中，只能引用上层的变量，一旦使用了这两种方法就可以修改上层乃至全局的变量

在全局调用globals和locals

print(globals())
print(locals())

在局部调用globals和locals       
def func():

    a = 12
    b = 20
    print(locals())
    print(globals())

func()

global关键字

a = 10
def func():
    global a
    a = 20

print(a)
func()
print(a)

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()

 函数的作用域链

所谓的链指的是嵌套函数才能被称为链

def f1():
    a = 1
    def f2():
        def f3():
            print(a)   #在这里要打印a，f3本身没有a就去上层找，直到找到为止，找不到报错，这就是作用域链
        f3()
    f2()

f1()

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

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

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

f = func     #函数名字在这里调用并且赋值，打印结果是func这个函数的内存地址
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]               #在这里函数f1，f2，f3被当作列表和元祖这些容器的元素
d = {'f1':f1,'f2':f2,'f3':f3}
#调用
l[0]()              通过列表找索引调出函数名
d['f2']()

3.可以当作函数的参数和返回值

return时可以直接return函数的名字，得到的返回值是函数内部的内容

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)      #嵌套函数，并且内部找外部（不能使全局变量）要变量，这就是闭包，此时被称为闭包函数的是inner

#闭包函数最常用的用法是在函数外部调用函数内部的函数

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

f1()