函数的嵌套、名称空间和作用域详解

函数的嵌套、名称空间和作用域详解

函数调用的三种形式

函数调用是Python编程中的基本操作，主要有以下三种形式：

def func():
    print('from func')
func()  # 第一种函数名加括号

def max_2(x,y):
    if x > y:
        return x
    else:
        return y
res = max_2(10,3)
print(res)  # 表达式去调用

def max_2(x,y):
    if x > y:
        return x
    else:
        return y
res = max_2(10,max(2,3))
print(res)  # 函数作为参数的形式

函数的嵌套

函数嵌套是指在一个函数内部定义另一个函数。这种结构可以提高代码的组织性和封装性。

def func1():
    print('from func1')

def func2():
    func1()
    print('from func2')

func2()
# 输出：
# from func1
# from func2

函数的名称空间

什么是名称空间？

名称空间就是用来存放名字的空间。

名称空间的作用

如果你想访问一个变量值，必须先访问对应的名称空间，拿到对应的内存地址的绑定关系。

名称空间的分类

1. 内置名称空间：Python解释器启动时就可用的名字，如print、len、max、input等。
2. 全局名称空间：存放文件级别的名字，是在程序从上到下被执行的过程中依次加载进内存的，放置了所有变量名和函数名。
3. 局部名称空间：在函数内部定义的所有名字，注意的是当调用函数的时候，才会产生这个名称空间，随着函数执行的结束，命名空间就消失。

生命周期

1. 内置名称空间：在Python解释器启动时生效，关闭Python解释器时失效。
2. 全局名称空间：当你启动这个py文件时生效，当前页面代码执行结束之后失效。
3. 局部名称空间：当你调用函数时生效，函数一旦调用完毕就失效。

名称空间的使用范围

1. 在局部可以使用全局名称和内置名称

x = 1
def func():
    print(x)  # 使用了全局名称x，以及使用了内置名称print
func()
# 输出：1

2. 在全局可以使用内置名称空间，但不可使用局部名称空间

x = 1
def func():
    a = 1
    print(x)  # 使用了全局名称x，以及使用了内置名称print
func()
print(a)  # NameError: name 'a' is not defined
# 此时a已经消失了

3. 在内置不可使用局部和全局的名称

x = 1
def func():
    x = 2
    print(x)  # 使用了局部名称x
    def func1():
        x = 3  # 自己有就用我自己的，没有就去找上一级，如果上一级都没去找内置，如果内置都没有那就报错
        print(x)
    func1()
func()
# 输出：
# 2
# 3

x = 1
def func():
    x = 2
    print(x)  # 使用了局部名称x
    def func1():
        print(x)  # 自己没有就用上一级的x=2
    func1()
func()
# 输出：
# 2
# 2

x = 1
def func():
    print(x)
    def func1():
        print(x)  # 自己没有就用上一级的，上一级也没有就再找上一级
    func1()
func()
# 输出：
# 1
# 1

x = 1
def index(arg = x):  # 默认参数，此时已经将x=1赋值给arg
    print(x)
    print(arg)
x = 2
index()
# 输出：
# 2
# 1

作用域的分类

1. 全局作用域：全局可以调用的名字就存在于全局作用域，包括内置名称空间和全局名称空间。
2. 局部作用域：局部可以调用的名字就存放于局部作用域，即局部名称空间。

对于不可变类型，在局部可以查看全局作用域中的变量。但是不能直接修改，如果想要修改，需要在程序中添加一个global变量，那么这个变量在局部的所有操作将对全局的变量有效。

x = 1
def func():
    global x  # 声明此时的x就是全局变量
    x = 2
    print(x)
func()
print(x)
# 输出：
# 2
# 2

# 在局部修改外部函数的变量
def func():
    x = 1
    def func1():
        nonlocal x
        x = 3
    func1()
    print(x)  # 通过nonlocal就可以修改离他当前最近的一个外层变量的值，此时不会打印x=1，会打印x=3
func()
# 输出：3