Python之函数进阶

一、三元表达式：

a = 20

b = 10

c = a if a>b else 10

#三元运算
# a = 20
# b = 10
# if a > b:
#     c = a
# else:
#     c = 10

#if条件成立的结果 if 条件 else else条件成立的结果
# a = 20
# b = 10
# c = a if a>b else 10
# print(c)

二、命名空间：

    命名空间分为：

　　　　全局命名空间

　　　　局部命名空间

　　　　内置命名空间

命名空间的加载顺序：（硬盘加载到内存）

　　　　先内置命名空间 --> 再全局命名空间(从上到下顺序加载) --> 再局部命名空间（再被调用的时候加载）

*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。

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)

　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)

之前是不是我告诉你们要把结果return回来你们就照做了？可是你们有没有想过，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？

>>> 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

 注意：局部可以使用全局的，但是全局不能使用局部的。

三、作用域和函数的嵌套 

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。

命名空间和作用域是分不开的。

命名空间是一个虚构的东西。

命名空间是因为作用域的划分，才产生的。

命名空间的本质：存放名字与值的绑定关系

作用域只分为两种：

　　　　全局作用域：全局命名空间、内置命名空间

　　　　局部作用域：局部命名空间

在全局看：有变量用全局的，没有就用内置的。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

在局部看：局部名称空间，只能在局部范围内生效

为什么要有作用域的概念：

　　为了函数内的变量不会影响到全局的变量。

globals和locals方法：

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)

 函数的嵌套调用和作用域链：　

def f1():
    print('f1')

def f2():
　　 a = 10
    f1()

函数f2可以调用f1的函数。但是f2里的变量a，在f1里是不可以用的。

函数的嵌套：

tiger是内部函数

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。

def animal():          #1
    def tiger():       #3
        print("bark")  #6
    print("eat")       #4
    tiger()            #5
animal()               #2

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()

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

函数的作用域链

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

f1()

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

f1()

def f1():
    a = 1
    def f2():
        a = 2
    f2()
    print('a in f1 : ',a)

f1()

nonlocal关键字

# 1.外部必须有这个变量
# 2.在内部函数声明nonlocal变量之前不能再出现同名变量
# 3.内部修改这个变量如果想在外部有这个变量的第一层函数中生效

def f1():
    a = 1
    def f2():
        nonlocal a
        a = 2
    f2()
    print('a in f1 : ',a)

f1()

 nonlocal  外部必须有这个变量。

　　　　　内部修改这个变量如果想在外部有这个变量的第一层函数中生效。

　　　　　在函数内部声明nonlocal变量之前，不能再出现同名变量。

四、函数名的本质：

　　就是一个变量，指向一个内存地址。

1.可以被引用

#函数被引用
def func():
    print('in func')

f = func
print(f)

2.可以被当作容器类型的元素

#函数被当作容易类型的元素
def f1():
    print('f1')


def f2():
    print('f2')


def f3():
    print('f3')

l = [f1,f2,f3]
d = {'f1':f1,'f2':f2,'f3':f3}
#调用
l[0]()
d['f2']()

3.可以当作函数的参数和返回值

*不明白？那就记住一句话，就当普通变量用

#第一类对象的概念
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。

可用作函数的参数

def func():
    print("func")
def func2(f):
    print(f)
    print("func2")

func2(func)

可用作函数的返回值

func2()里的实参是func，形参是f。当想调用func()或fu时，可以fu()或func1()。

def func():
    print("func")
def func2(f):
    print("func2")
    return f

func2(func)      #将func函数作为参数，传给func2函数的f。在返回f，这个f就是func的print。
fu = func2(func)
print(fu)
fu() #=====>func()

def func():
    def func2():
        print("hello")
    return func2

func2 = func()
func2()
#定义一个函数func，在函数func里嵌套func2，执行func函数，并赋予新的变量func2。
#执行func函数，就是定义函数func2，在返回func2。
#所以变量func2等于函数func2（）
#在执行func2（），就可以调用到func2函数。

如果在全局使用内部函数的函数，该如何实现。

 作用域：

　　小范围可以用大范围的

　　但是，大范围的不能用小范围的。

　　如果在小范围内，要用的变量在小范围内自己有，就用自己的，要是没有，就用上一级范围的。

　　如果都没有，就报错吧~~~~~~~！

五、闭包

闭包函数：内部函数，包含了对外部作用域中变量的引用。

def func():
    x = “闭包”       
    def inner():
        print(x)

函数inner就是闭包

闭包：

　　闭：白话就是不是开放的内部函数。

　　包：包含外部函数的变量，不用自己函数的变量。

简单说：函数inner里如果有一个变量x = 1，那么print（x）的结果就不是闭包俩字，而是数字1。

那么既然函数inner自己有变量，而不需去外部函数中获取变量，那么这个inner函数就不是闭包了。

闭包函数：

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
#函数内部定义的函数称为内部函数

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？

这才是闭包函数最常用的用法

闭包的简单理解，就是封闭的一个包。

闭包的常用形式：　

def haha():
    x= '闭包'
    def inner():
        print(x)
    return inner
i = haha()
i()

函数haha执行，调用haha()，拿到一个返回值inner，返回值inner是函数inner的内部内存地址。

在调用i()就是执行inner函数。

这么做是因为，在内存中，我们创建一个函数，就会在内存中开辟一个内存空间，放这个函数的值，在这个函数执行完，这个内存空间就会被释放。当在想去调用这个函数里的值得时候。就会出现找不到值得情况。

而闭包，在inner函数中的print（x）在用着外层函数的x = ‘闭包’。这样的话，变量x就能被暂时保存住，不会被释放。

i()就相当于一个全局的了。致使inner函数从一个局部函数，变为了一个全局的函数。

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 wrapper():
    money = 1000
    def func():
        name = 'eva'
        def inner():
            print(name,money)
        return inner
    return func

f = wrapper()
i = f()
i()

闭包嵌套

from urllib.request import urlopen

def index():
    url = "http://www.xiaohua100.cn/index.html"
    def get():
        return urlopen(url).read()
    return get

xiaohua = index()
content = xiaohua()
print(content)

闭包函数获取网络应用

 本章小结

命名空间：

　　一共有三种命名空间从大范围到小范围的顺序：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）：

小范围的可以用大范围的
但是大范围的不能用小范围的
范围从大到小（图）

在小范围内，如果要用一个变量，是当前这个小范围有的，就用自己的
如果在小范围内没有，就用上一级的，上一级没有就用上上一级的，以此类推。
如果都没有，报错

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：

　　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