day9

python之函数进阶

 

一，引言

现在我有个问题，函数里面的变量，在函数外面能直接引用么？

def func1():
    m = 1
    print(m)

print(m)  #这行报的错


报错了：
NameError: name 'm' is not defined

上面为什么会报错呢？现在我们来分析一下python内部的原理是怎么样：

　　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，就在内存中开辟里一个空间，每当遇到一个变量的时候，就把变量名和值之间对应的关系记录下来，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如内存，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储存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，而函数中的变量回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‘存放名字与值的关系’的空间起了一个名字-------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。

 二，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

综上所述，在找寻变量时，从小范围，一层一层到大范围去找寻。

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

print(globals())  # 返回一个字典  将全局作用域的内容返回到一个字典中
print(locals())   # 返回一个字典  将局部作用域的内容返回到一个字典中

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，在局部作用域想要对全局作用域的全局变量进行修改时，需要用到 global(限于字符串，数字)。

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，在局部作用域中，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，从那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()

三，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)

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)

函数的嵌套调用

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()

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()