名称空间与函数对象

名称空间

名称空间即存放名字与对象映射/绑定关系的地方。对于x=3，Python会申请内存空间存放对象3，然后将名字x与3的绑定关系存放于名称空间中，del x表示清除该绑定关系。

在程序执行期间最多会存在三种名称空间：

一 名称空间的分类

1.1 内置名称空间

伴随python解释器的启动/关闭而产生/回收，因而是第一个被加载的名称空间，用来存放一些内置的名字，比如内置函数名

max

<built-in function max> #built-in 内置

?

1.2 全局名称空间

伴随python文件的开始执行/执行完毕而产生/回收，是第二个被加载的名称空间，文件执行过程中产生的名字都会存放于该名称空间中，如下名字

name='jerry'


def index():
    pass

                
if a:
    pass

            
while b:
    pass

                
for i in range(10):
    pass

1.3 局部名称空间

伴随函数的调用/结束而临时产生/回收，函数的形参、函数内定义的名字都会被存放于该名称空间中

def foo(x):
    y=3 #调用函数时，才会执行函数代码，名字x和y都存放于该函数的局部名称空间中

名称空间的加载顺序是：内置名称空间->全局名称空间->局部名称空间，而查找一个名字，必须从三个名称空间之一找到，查找顺序为：局部名称空间->全局名称空间->内置名称空间。

二 作用域

2.1 全局作用域与局部作用域?

按照名字作用范围的不同可以将三个名称空间划分为两个区域：

1. 全局作用域:位于全局名称空间、内建名称空间中的名字属于全局范围，该范围内的名字全局存活（除非被删除，否则在整个文件执行过程中存活）、全局有效（在任意位置都可以使用）；
2. 局部作用域:位于局部名称空间中的名字属于局部范围。该范围内的名字临时存活（即在函数调用时临时生成，函数调用结束后就释放）、局部有效（只能在函数内使用）。

?

2.2 作用域与名字查找的优先级?

在局部作用域查找名字时，起始位置是局部作用域，所以先查找局部名称空间，没有找到，再去全局作用域查找：先查找全局名称空间，没有找到，再查找内置名称空间，最后都没有找到就会抛出异常

x=100 #全局作用域的名字x
def foo():
    x=300 #局部作用域的名字x
    print(x) #在局部找x
foo()#结果为300

在全局作用域查找名字时，起始位置便是全局作用域，所以先查找全局名称空间，没有找到，再查找内置名称空间，最后都没有找到就会抛出异常?

?

x=100
def foo():
    x=300 #在函数调用时产生局部作用域的名字x
foo()
print(x) #在全局找x,结果为100

提示：可以调用内建函数locals()和globals()来分别查看局部作用域和全局作用域的名字，查看的结果都是字典格式。在全局作用域查看到的locals()的结果等于globals()

?

global和nonlocal的使用

在函数内，无论嵌套多少层，都可以查看到全局作用域的名字，若要在函数内修改全局名称空间中名字的值，当值为不可变类型时，则需要用到global关键字

x = 10

def index():
    global x # 声明这个x用的是全局的x
    x = 20  # 我想在局部修改全局的x的值
    # print(x)

index()
print(x) # 10


name_list = ['kevin', 'jerry']


def func():
    name_list.append('tank')


func()
print(name_list) # ['kevin', 'jerry', 'tank']


"""
	如果你想在局部修改全局的变量：
		1. 如果你修改的是不可变的类型，需要global关键字的声明
		2. 如果你修改的是可变类型的，无需使用global关键字声明
"""

对于嵌套多层的函数，使用nonlocal关键字可以将名字声明为来自外部嵌套函数定义的作用域（非全局）

def outer():
    x = 666
    def inner():
        nonlocal x
        x = 999
    inner()
    print(x) # 此时的x是多少? 666

outer()

def outer():
    name_list = ['a', 'b']
    def inner():
        name_list.append('c')
    inner()
    print(name_list) # 此时的x是多少? 666

outer()

"""
	如果你想在内部的局部修改外部的局部：
		1. 如果你修改的是不可变的类型，需要nonlocal关键字的声明
		2. 如果你修改的是可变类型的，无需使用nonlocal关键字声明
"""

?

函数对象

一 函数对象的使用

函数对象就是函数的名字

四种玩法

玩法一：函数名可以当成变量赋值
# 玩法一：
def index():
    print('index')
    return 123

# print(index())
'''函数名就是函数在内存中得地址'''
# print(index)  # <function index at 0x0000022FD03AD550>

a = index
# print(a) # <function index at 0x0000022D4E03D550>
res=a()  # index()
print(res)


# 第二种方法：函数名可以的当成函数的实参
def index():
    print('index')
    return None

def func(a):
    # a：index
    print(a)
    res=a()  # index()
    print(res) # res的结果? None

# index:index函数所在的内存地址
func(index)
# 第三种玩法：函数名可以当成函数的返回值
def index():
    print('index')
    return 'index2'

def func():
    print('func')
    # return index() # 'index'
    return index # 'index'

res = func()  #
print(res)
res1=res()  # index()
print(res1)

# 玩法四: 函数名可以当成容器类型的元素

def index():
    print('index')
    return None

ll = [11, 22, 33, index]
# ll = [11, 22, 33, index()]
# print(ll[3])

res=ll[3]() # index()
print(res)

?用例：

# 搭建一个ATM的框架

# 注册功能 登录功能 转账功能 提现功能 充值功能 等
def register():
    pass

def login():
    pass

def transfer():
    pass

def withdraw():
    pass

def pay():
    pass

def shopping():
    pass

def shopping1():
    pass

func_dict = {
    '1': register,
    '2': login,
    '3': transfer,
    '4': pay,
    '5': withdraw,
    '6': shopping,
    '7': shopping1,
}
### 代码启动，展示所有的功能编号
while True:
    print("""
        1. 注册功能
        2. 登录功能
        3. 转账功能
        4. 充值功能
        5. 提现功能
        6. 购物功能
        7. 购物功能
    """)

    # 让用户输入对应的功能编号
    cmd = input('请输入你要执行的功能编号:').strip()
    if not cmd.isdigit():continue

    if cmd in func_dict:
        func_dict.get(cmd)()
    else:
        print('请好好输入')

?

?二 函数的嵌套调用

嵌套：函数套函数

案例：

# 案例：给你四个数，比较大小，返回最大的
# 两个数的比较大小，返回大的

def my_max(a, b):
    if a >b:
        return a
    return b

# res=my_max(1, 2)
# print(res)

##
def many_max(a, b, c, d, e):
    '''四个数的比较大小其实还是要两两比较!'''
    res=my_max(a, b) # res得到a和b中得大的那个
    # 怎么样比较res和剩余的大小， 只需要拿res和c或者d中得一个进行比较
    res1=my_max(res, c) # res1:a,b,c中得最大的那个
    res2=my_max(res1, d)
    res3=my_max(res2, e)
    return res3

res=many_max(11, 12, 3, 24)
print(res)

三?闭包函数

3.1 闭与包

基于函数对象的概念，可以将函数返回到任意位置去调用，但作用域的关系是在定义完函数时就已经被确定了的，与函数的调用位置无关。

x=1

def f1():
    def f2():
        print(x)

    return f2

def f3():
    x=3
    f2=f1() #调用f1()返回函数f2
    f2() #需要按照函数定义时的作用关系去执行，与调用位置无关

f3() #结果为1

也就是说函数被当做数据处理时，始终以自带的作用域为准。若内嵌函数包含对外部函数作用域（而非全局作用域）中变量的引用，那么该’内嵌函数’就是闭包函数，简称闭包(Closures)

x=1
def outer():
    x=2
    def inner():
        print(x)
    return inner

func=outer()
func() # 结果为2

?可以通过函数的closure属性，查看到闭包函数所包裹的外部变量

func.__closure__
(<cell at 0x10212af78: int object at 0x10028cca0>,)

func.__closure__[0].cell_contents
2

?“闭”代表函数是内部的，“包”代表函数外’包裹’着对外层作用域的引用。因而无论在何处调用闭包函数，使用的仍然是包裹在其外层的变量。

3.2 闭包的用途

目前为止，我们得到了两种为函数体传值的方式，一种是直接将值以参数的形式传入，另外一种就是将值包给函数

import requests

# 方式一：
def get(url):
    return requests.get(url).text

# 方式二：
def page(url):
    def get():
        return requests.get(url).text
    return get

提示：requests模块是用来模拟浏览器向网站发送请求并将页面内容下载到本地，需要事先安装：pip3 install requests

对比两种方式，方式一在下载同一页面时需要重复传入url，而方式二只需要传一次值，就会得到一个包含指定url的闭包函数，以后调用该闭包函数无需再传url

# 方式一下载同一页面
get('https://www.python.org')
get('https://www.python.org')
get('https://www.python.org')
……

# 方式二下载同一页面
python=page('https://www.python.org')
python()
python()
python()
……

闭包函数的这种特性有时又称为惰性计算。使用将值包给函数的方式，在接下来的装饰器中也将大有用处。