函数扩展

可变长参数

可变长参数：指的是在调用函数时，传入的参数个数可以不固定

调用函数时，传值的方式无非两种，一种是位置实参，另一种是关键字实参，因此形参也必须得有两种解决方法，以此来分别接收溢出的位置实参(*)与关键字实参(**)

一、可变长形参之*

形参中的会将溢出的位置实参全部接收，然后存储元组的形式，然后把元组赋值给后的参数。需要注意的是：*后的参数名约定俗成为args。

def sum_self(*args):
    res = 0
    for num in args:
        res += num
    return res


res = sum_self(1, 2, 3, 4)
print(res)
10

二、可变长实参之*

实参中的，会将后参数的值循环取出，打散成位置实参。以后但凡碰到实参中带的，它就是位置实参，应该马上打散成位置实参去看。

def func(x, y, z, *args):
    print(x, y, z, args)


func(1, *(1, 2), 3, 4)
1 1 2 (3, 4)

三、可变长形参之**

形参中的会将溢出的关键字实参全部接收，然后存储字典的形式，然后把字典赋值给后的参数。需要注意的是：**后的参数名约定俗成为kwargs。

def func(**kwargw):
    print(kwargw)


func(a=5)
{'a': 5}

四、可变长实参之**

实参中的，会将后参数的值循环取出，打散成关键字实参。以后但凡碰到实参中带的，它就是关键字实参，应该马上打散成关键字实参去看。

def func(x, y, z, **kwargs):
    print(x, y, z, kwargs)


func(1, 3, 4, **{'a': 1, 'b': 2})
1 3 4 {'a': 1, 'b': 2}

五、可变长参数应用

def index(name, age, sex):
    print(f"name: {name}, age: {age}, sex: {sex}")


def wrapper(*args, **kwargs):
    print(f"args: {args}")
    print(f"kwargs: {kwargs}")
    index(*args, **kwargs)


wrapper(name='nick', sex='male', age=19)
args: ()
kwargs: {'name': 'nick', 'sex': 'male', 'age': 19}
name: nick, age: 19, sex: male

六、命名关键字形参

现在有一个需求：函数的使用者必须按照关键字实参传。

def register(x, y, **kwargs):
    if 'name' not in kwargs or 'age' not in kwargs:
        print('用户名和年龄必须使用关键字的形式传值')
        return
    print(kwargs['name'])
    print(kwargs['age'])


register(1, 2, name='nick', age=19)
nick
19

命名关键字形参：在函数定义阶段，*后面的参数都是命名关键字参数。

特点：在传值时，必须按照key=value的方式传值，并且key必须命名关键字参数的指定的参数名。

def register(x, y, *, name, gender='male', age):
    print(x)
    print(age)


register(1, 2, x='nick', age=19)  # TypeError: register() got multiple values for argument 'x'

函数对象

函数是第一类对象，即函数可以被当做数据处理。

def func():
    print('from func')


print(func)
<function func at 0x10af72f28>

一、函数对象的四大功能

1.引用

x = 'hello nick'
y = x

f = func
print(f)
<function func at 0x10af72f28>

2.当作参数传给一个函数

len(x)


def foo(m):
    m()


foo(func)
from func

3.可以当作函数的返回值

def foo(x):
    return x


res = foo(func)
print(res)
res()
<function func at 0x10af72f28>
from func

4.可以当作容器类型的元素

l = [x]

function_list = [func]
function_list[0]()
from func

函数嵌套

一、函数的嵌套定义
函数内部定义的函数，无法在函数外部使用内部定义的函数。

def f1():
    def f2():
        print('from f2')
    f2()


f2()  # NameError: name 'f2' is not defined
def f1():
    def f2():
        print('from f2')
    f2()


f1()
from f2

现在有一个需求，通过给一个函数传参即可求得某个圆的面积或者圆的周长。也就是说把一堆工具丢进工具箱内，之后想要获得某个工具，直接从工具箱中获取就行了。

from math import pi


def circle(radius, action='area'):
    def area():
        return pi * (radius**2)

    def perimeter():
        return 2*pi*radius
    if action == 'area':
        return area()
    else:
        return perimeter()


print(f"circle(10): {circle(10)}")
print(f"circle(10,action='perimeter'): {circle(10,action='perimeter')}")
circle(10): 314.1592653589793
circle(10,action='perimeter'): 62.83185307179586

二、函数的嵌套调用

def max2(x, y):
    if x > y:
        return x
    else:
        return y


def max4(a, b, c, d):
    res1 = max2(a, b)
    res2 = max2(res1, c)
    res3 = max2(res2, d)
    return res3


print(max4(1, 2, 3, 4))
4

名称空间和作用域

函数内部的函数只能在函数内部调用，不能在函数外部调用，通过接下来的学习你将会知道为什么会出现这种情况。

def f1():
    def f2():
        print('from f2')
    f2()

f2()  # NameError: name 'f2' is not defined

一、名称空间

名称空间（name spaces）：在内存管理那一章节时，我们曾说到变量的创建其实就是在内存中开辟了一个新的空间。但是我们一直在回避变量名的存储，其实在内存中有一块内存存储变量名与变量间的绑定关系的空间，而这个空间称为名称空间。

1.1 内置名称空间

内置名称空间：存放Pyhton解释器自带的名字，如int、float、len

生命周期：在解释器启动时生效，在解释器关闭时失效

1.2 全局名称空间

全局名称空间：除了内置和局部的名字之外，其余都存放在全局名称空间，如下面代码中的x、func、l、z

生命周期：在文件执行时生效，在文件执行结束后失效

x = 1


def func():
    pass


l = [1, 2]

if 3 > 2:
    if 4 > 3:
        z = 3

1.3 局部名称空间

局部名称空间：用于存放函数调用期间函数体产生的名字，如下面代码的f2

生命周期：在文件执行时函数调用期间时生效，在函数执行结束后失效

def f1():
    def f2():
        print('from f2')
    f2()

f1() 

1.4 加载顺序

由于.py文件是由Python解释器打开的，因此一定是在Python解释器中的内置名称空间加载结束后，文件才开始打开，这个时候才会产生全局名称空间，但文件内有某一个函数被调用的时候，才会开始产生局部名称空间，因此名称空间的加载顺序为：内置--》全局--》局部。

1.5 查找顺序

由于名称空间是用来存放变量名与值之间的绑定关系的，所以但凡要查找名字，一定是从三者之一找到，查找顺序为：
从当前的所在位置开始查找，如果当前所在的位置为局部名称空间，则查找顺序为：局部--》全局--》内置。

x = 1
y = 2
len = 100


def func():
    y = 3
    len = 1000
    print(f"y: {y}")
    print(f"len: {len}")
    # print(a)  # NameError: name 'a' is not defined


func()
y: 3
len: 1000
x = 1


def func():
    print(x)


x = 10
func()
10

二、作用域

域指的是区域，作用域即作用的区域。

2.1 全局作用域

全局作用域：全局有效，全局存活，包含内置名称空间和全局名称空间。

# 全局作用域
x = 1


def bar():
    print(x)


bar()
1

2.2 局部作用域

局部作用域：局部有小，临时存储，只包含局部名称空间。

# 局部作用域
def f1():
    def f2():
        def f3():
            print(x)
        x = 2
        f3()
    f2()


f1()
2

2.3 注意点

需要注意的是：作用域关系在函数定义阶段就固定死了，与函数的调用无关。

# 作用域注意点
x = 1


def f1():  # 定义阶段x=1
    print(x)


def f2():
    x = 2
    f1()


f2()
1

2.4 函数对象+作用域应用

# 作用域应用
def f1():
    def inner():
        print('from inner')
    return inner


f = f1()  # 把局部定义的函数放在全局之中


def bar():
    f()


bar()
from inner

三、补充知识点

3.1 global关键字

修改全局作用域中的变量。

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        #         global x  # 修改全局
        x = 3
    f2()


f1()
print(x)
1
x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        global x  # 修改全局
        x = 3
    f2()


f1()
print(x)
3

3.2 nonlocal关键字

修改局部作用域中的变量。

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        #         nonlocal x
        x = 3

    f2()
    print(x)


f1()
2
x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        nonlocal x
        x = 3

    f2()
    print(x)


f1()
3

3.3 注意点

1. 在局部想要修改全局的可变类型，不需要任何声明，可以直接修改。
2. 在局部如果想要修改全局的不可变类型，需要借助global声明，声明为全局的变量，即可直接修改。

lis = []


def f1():
    lis.append(1)


print(f"调用函数前: {lis}")
f1()
print(f"调用函数后: {lis}")
调用函数前: []
调用函数后: [1]