day_04、函数

python代码运行原理

　　从python开始执行以后，就在内存里开辟一个空间，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。当遇到函数定义的时候，解释器只是象征性的将函数名读到内存，表示知道这个函数存在了。至于函数内部的变量和逻辑，解释器不关心。

　 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面的内容，这个时候，才关注函数里面有哪些变量。而函数中的变量会储存在新开辟出来的内存中，函数中的变量只能在函数内部使用，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‘存放名字与值得关系’得空间起了一个名字------命名空间。

代码在运行伊始，创建得存储‘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

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,list...

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：

　　在局部调用：局部命名空间-->全局命名空间-->内置命名空间

　　在全局调用：全局命名空间-->内置命名空间

作用域：

　　作用域就是作用范围，按照生效分为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：布局名称空间，只能在局部范围内生效。

globals()和locals()

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

def func():
    a = 12
    b = 20
    print(locals())
    print(globals())

func()

global关键字，nonlocal关键字。

global:

　　1、声明一个全局变量。

　　2、在局部作用域（函数内部）想要对全局变量进行修改时，需要用到global（限于字符串，数字。即全局作用域的列表和字典、集合可以在函数内部直接修改。）

def func():
    global a
    a = 3
func()
print(a)


count = 1
def search():
    global count
    count = 2
search()
print(count)

　ps：对可变数据类型（list，dict，set）可以直接引用不用通过global。

li = [1,2,3]
dic = {'a':'b'}

def change():
    li.append('a')
    dic['q'] = 'g'
    print(dic)
    print(li)
change()
print(li)
print(dic)

nonlocal:

　　　1、不能修改全局变量

　  2、在局部作用域，对父级作用域（或者更外层作用域非全局作用域）的变量进行引用和修改，并且引用的哪层，从哪层及以下此变量全部发生改变。

def add_b():
    b = 42
    def do_global():
        b = 10
        print(b)
        def dd_nonlocal():
            nonlocal b
            b = b + 20
            print(b)
        dd_nonlocal()
        print(b)
    do_global()
    print(b)
add_b()

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()
###########
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：小范围作用域可以使用大范围的变量，但是反之不行，他是单向的。

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()

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 fun():
    print('in fun')

print(fun)

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]
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

def f1():
    print('f1')

def func1(argv):
    argv()
    return argv

f = func1(f1)
f()

第一类对象：

1、可以在运行时创建

2、可用作函数参数或返回值

3、可存入变量的实体。

闭包

def fun():
    name = 'root'
    def inner():
        print(name)
    return inner()
fun()

　

def fun():
    name = 'root'
    def inner():
        print(name)
fun()

闭包函数：

内部函数包含对外部作用域而非全局作用域变量的引用，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。如果我们想拿就要返回。

我们都知道函数内的变量我们想在函数外部用，可以直接返回这个变量。

那么我们想在函数的外部直接调用函数内部的函数。直接返回这个函数的名字。（即fun,不带‘（）’）

def fun():
    name = 'root'
    def inner():
        print(name)
    return inner

fun()()

判断闭包函数的方法

def fun():
    name = 'root'
    def inner():
        print(name)
    print(inner.__closure__)
    return inner

fun()()

　#(<cell at 0x02DF6F10: str object at 0x0506C8E0>,)

name = 'ubuntu'
def fun():
    # name = 'root'
    def inner():
        print(name)
    print(inner.__closure__)
    return inner

fun()()

　　闭包嵌套

def wrapper():
    money = 100
    def fun():
        name = 'root'
        def inner():
            print(name, money)
        return inner
    return fun

wrapper()()()

装饰器

装饰器本质上就是一个python函数，它可以在其他函数不需要做任何代码变动的前提下，增加额外的功能，装饰器的返回值也是一个函数对象。装饰器的应用场景：插入日志，性能测试，事物处理，缓存等。

开放封闭原则：

1、对扩展是开放的

　　任何一个程序，不可能在设计之处就已经想好了所有的功能，并且不做任何更新和修改。所以我们必须允许代码扩展、添加新功能。

2、对修改是封闭的

　　已经上线的函数，对其进行修改，很可能会影响其他已经在使用该函数的用户。

装饰器模板

def timer(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        '''执行函数之前要做的'''
        re = func(*args,**kwargs)
        '''执行函数之后要做的'''
        return re
    return inner

带参数的装饰器    #待填

def outer(flag):
    def time(fun):
        def fun(*args, **kwargs):
            if flag:
                pass
            ret = fun(*args, **kwargs)
            if flag:
                pass
            return ret
        return fun
    return time

@outer(False)
def func():
    pass　　

多个装饰器装饰一个函数---俄罗斯套娃

def wrapper1(func):
    def inner():
        print('wrapper1 ,before func')
        func()
        print('wrapper1 ,after func')
    return inner

def wrapper2(func):
    def inner():
        print('wrapper2 ,before func')
        func()
        print('wrapper2 ,after func')
    return inner

@wrapper2
@wrapper1
def f():
    print('in f')

f()

　参数的用法

def fun(start, stop=None, step=1):
    if stop is None:
        start, stop = 0, start
    result = []
    i = start
    while i < stop:
        result.append(i)
        i += step
    return result

print(fun(10))

　函数的有用信息

from functools import wraps

def logger(f):
    @wraps(f)
    def inner(*args, **kwargs):
        """
        :param args: 函数名，密码
        :param kwargs: 备用
        :return:  True
        """
        ret = f(*args, **kwargs)
        return ret
    return inner

@logger
def login(username,password):
    """
    此函数是完成登录功能的函数，需要用户名，和密码两个参数，返回True 登陆成功
    :return:  True
    """
    print(666)
    return True
# login(1,2)  #inner()
# # login('alex', 123)
print(login.__doc__)
print(login.__name__)