Python学习week5-函数返回值与作用域

1、函数的返回值

python函数使用return语句返回"返回值"；
所有函数都有返回值，如果没有return，则会隐式调用return None；
return语句并不一定是函数语句块的最后一条语句
一个函数可以存在多个return语句，但只有一条是可以被执行的，如果没有一条return语句被执行，则隐式调用return None；
如果有必要，可以显示调用return None，也可以简写为return
如果函数执行了return语句，函数就会返回，当前被执行的return语句之后的其他语句都不会执行了；
返回值的作用：
- 结束函数的调用
- 返回值
  - 可以返回多个值？

# 函数不能同时返回多个值，return 1,3,5 表示返回了一个元组(1,3,5) # 返回值被python隐式封装成了一个元组；

def showlist():
    return 1,3,5

res=showlist()=(1,3,5)

x,y,z=showlist=(1,3,5) # 使用解构可以取值方便

# 函数的返回值可以使任意数据类型，但是能且只能返回一个；

2、函数的嵌套

# 函数嵌套：在一个函数内部定义了另外一个函数；

# 内部函数对于外部不可见，不能直接对其调用，否则会抛异常；

def outer():
    def inner():
        print('from inner')
    print('from outer')
    inner()

outer()
'''
==>
from outer
from inner
'''
inner() # NameError: name 'inner' is not defined

3、作用域

3.1、变量的作用域

　　作用域其实指的是变量的作用范围；变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限取决于这个变量是在哪赋值的；也就是在哪个作用域内；

　　通常来说，在编程语言中，变量的作用域从代码的结构形式来看的，有块级，函数，类，模块，包等由小到大；

　　python中没有块级作用域，也就是类似if-else-if,for语句，with上下文管理，他们不存在作用域关系；

3.2、python的作用域分层

L（Local）　　局部作用域
E（Enclosing）嵌套作用域
G（Global）全局作用域
B（Build-in）内建作用域

　　查找原则：L==>E==>G==>E

3.3、作用域关系实例解析

（1）下面代码运行结果：
　　x=5
　　def foo()
　　　　x+=1
　　　　print(x)
　　foo()

#代码分析：
def foo():
    x+=1   
    '''
    x+=1 ==> x=x+1 python赋值即定义，x=x+1 相当于从新定义一个变量x，
    然后拿到一个未赋值的变量x,(这里的x指的是等式右边的x)给(等式左边的x)x赋值,
    相当于： 
    　　x
    　　x=x+1
    '''
    print(x) # UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

'''
函数在定义阶段并没有报错，因为在定义阶段只检查语法;
''' 
foo()

（2）下面代码运行结果？
　　name ='jack'
　　def f1():
    　　print(name)

　　def f2():
    　　name = 'eric'
    　　f1()

　　f2()
# 代码分析：
常规错误理解：在f2内部定义一个变量name，然后调用f1()，执行打印print(name),这个name按照LEGB的查找关系应该找f2()内部的name，所以打印'eric';
关键点：函数的作用域关系在函数的定义阶段就已经形成，跟调用函数的位置无关；上面代码执行f1()，f1内部没有name变量，则向全局查找name，所有打印'jack'
总结：作用域关系，在函数定义时候就已经固定，与调用位置无关，在调用函数时候，必须一定要回到函数原来定义的位置去找作用域关系；

4、闭包函数

# 自由变量：未在本地作用域中定义的变量，例如：定义在内层函数外的外层函数的作用域中的变量；

# 闭包：就是一个概念，出现在嵌套函数中，指的是内层函数引用了外层函数的自由变量，就形成了闭包；

# 闭包作用？

　　一般情况下，如果一个函数调用结束，函数内部的所有东西都会释放，还给内存，函数的局部变量消失；

　　但是闭包是一种特殊情况，如果外部函数在调用结束后发现自己的临时变量会被内部函数引用，就会把这个临时变量绑定给内部函数，然后再结束；

# 理解闭包函数
# 1、简单闭包函数
def counter():
    c = [0]
    def inc():
        c[0] += 1  #应用的是自由变量正式counter的变量c
        return c[0]
    print(c[0])
    return inc

#counter()()
foo = counter()    # counter()调用结束将，变量c=[0]并不销毁；
print(foo(),foo())   #调用的是inner()
print(foo())

# 2、分析函数打印结果
def count():
    fs=[]
    for i in range(1,4):  # for循环3次相当于在count函数内定义了3次函数f 
        def f():
            return i*i
        fs.append(f)
    return fs

f1,f2,f3=count() # count函数调用结束，for循环在调用结束后 变量i=3 最后内存中i记录的值为3；

print(f1()) # 调用f1()相当于调用f(),return i*i 所有返回9
print(f2())
print(f3())

# 3、将上面函数稍作修改
def count1():
    fs=[]
    for i in range(1,4):
        def f():
            return i*i
        fs.append(f())  
    return fs
print(count1())
f1,f2,f3=count()
print(f1,f2,f3)
# 上面代码在for循环定义f函数后直接对f函数进行调用，然后将返回值i*i 添加到列表fs，由于i的取值是发生在for循环一次之后所以对应的i取值为1,2,3

5、nonlocal关键字

# 使用了nonlocal关键字的变量，将变量标记为不在本地作用域定义，而在上级的某一级局部作用域中定义，但不能是在全局作用域中定义；

def bar():
    x=0
    def foo():
        nonlocal x  # 将x标记为非本地变量
        x+=1    # x=x+1  此时x向外层函数找，x=0，x=x+1 ，形成闭包；
        return x
    return foo

res=bar()()
print(res)

6、默认值的作用域

函数也是对象，python 把函数的默认值放在了属性中，这个属性就伴随着这个函数对象的整个生命周期；

# 参数为引用类型实例
def foo(l:list=[]):
    l.append(1)
    return l

print(foo(),id(foo))
print(foo.__defaults__)
print('#'*30)
print(foo(),id(foo))
print(foo.__defaults__)

'''
[1] 1966940858160
([1],)
##############################
[1, 1] 1966940858160
([1, 1],)

foo地址并没有变，就是说foo这个对象没有变，调用它，它的属性__defaults__ 中使用元组保存默认值;
l是列表，__defaults__ 中元组记录的是l引用地址，列表元素的增加，列表的地址不会发生改变；
'''

# 参数为非引用类型

　　def foo(w,u='abc',z=123):

　　　　u = 'xyz'

　　　　z = 789

　　　　print(w,u,z)

　　print(foo.__defaults__)

　　foo('test')

　　print(foo.__defaults__)

　　''’

　　运行结果：

　　('abc', 123)
　　test xyz 789
　　('abc', 123)

　　'''

　　分析：属性__defaults__中使用元组保存所有位置参数默认值，它不会因为在函数体内使用了它而发生改变；

　　# 带keyword-only参数

　　def foo(w,u='abc',*,z=123,zz=[456]):

　　　　u = 'xyz'

　　　　z = 789

　　　　zz.append(1)

　　　　print(w,u,z,zz)

　　print(foo.__defaults__)

　　foo('tes')

　　print(foo.__kwdefaults__)

　　'''
　　运行结果：
　　('abc',)
　　tes xyz 789 [456, 1]
　　{'z': 123, 'zz': [456, 1]}

　　属性__kwdefaults__ 中使用字典保存所有keyword-only 参数的默认值；
　　使用可变类型作为形参默认值的时候，就可能修改这个默认值；
　　'''

使用可变类型作为形参默认值的时候，就可能修改这个默认值；

（1）函数体内，不改变默认值；

def foo(xyz=[],u='abc',z=123):
    xyz = xyz[:]     #影子拷贝
    xyz.append(1)
    print(xyz)
print(foo.__defaults__)
foo()
print(foo.__defaults__)
foo([10])    
foo()
print(foo.__defaults__)
foo([10,5])
print(foo.__defaults__)
'''
运行结果：
([], 'abc', 123)
[1]
([], 'abc', 123)
[10, 1]
[1]
([], 'abc', 123)
[10, 5, 1]
([], 'abc', 123)
'''
# 函数中的xyz 都是传入参数或者默认参数的副本，如果就想修改原参数，不可以；

（2）使用不可变类型的默认值；

def foo(xyz=None,u='abc',z=123):
    if xyz is None:
        xyz = []
    xyz.append(1)
    print(xyz)
print(foo.__defaults__)
foo()
foo()
print(foo.__defaults__)
foo([10])
print(foo.__defaults__)
foo([10,5])
print(foo.__defaults__)

'''
(None, 'abc', 123)
[1]
[1]
(None, 'abc', 123)
[10, 1]
(None, 'abc', 123)
[10, 5, 1]
(None, 'abc', 123)
'''
# (1)如果使用缺省值None就创建一个列表
# (2)如果传入一个列表，就修改这个列表