Py函数闭包

1. 定义

闭包是函数式编程的一个重要的语法结构,函数式编程是一种编程范式 (而面向过程编程和面向对象编程也都是编程范式)。

在面向过程编程中,我们见到过函数(function);

在面向对象编程中,我们见过对象(object);

函数和对象的根本目的是以某种逻辑方式组织代码,并提高代码的可重复使用性(reusability);

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python查漏补缺之基本的数据结构

列表

删除列表元素

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del list[2]

Python列表脚本操作符

len([1,2,3]),结果为3

[1,2,3]+[4,5,6],结果为[1,2,3,4,5,6]

['Hi']*4,结果为['Hi'.'Hi','Hi','Hi']

3 in [1,2,3],结果为True

for x in [1,2,3]: print(x,end=""),结果为1 2 3

Py列表拼接

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>>>squares = [1, 4, 9, 16, 25]
>>> squares += [36, 49, 64, 81, 100]
>>> squares
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
>>>

元组

元祖的元素不可修改。

元组使用小括号,列表使用方括号。

修改元组

元组中的元素值是不允许修改的,但我们可以对元组进行连接组合,如下:

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tup1 = (12, 34.56);
tup2 = ('abc', 'xyz')

# 以下修改元组元素操作是非法的。
# tup1[0] = 100

# 创建一个新的元组
tup3 = tup1 + tup2;
print (tup3)

结果为:

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(12, 34.56, 'abc', 'xyz')

元组运算符

py表达式 结果 描述
len((1, 2, 3)) 3 计算元素个数
(1, 2, 3) + (4, 5, 6) (1, 2, 3, 4, 5, 6) 连接
('Hi!',) * 4 (‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’) 复制
3 in (1, 2, 3) True 元素是否存在
for x in (1, 2, 3): print (x,) 1 2 3 迭代

python查漏补缺之zip()

描述

zip()函数用于将可迭代的对象作为参数,将对象中对应的元素打包成一个个元组,然后返回由这些元组组成的对象,这样做的好处是节约了不少的内存。
可以使用list()转换来输出列表。

若各个迭代器的元素个数不一致,则返回列表长度与最短的对象相同,利用*号操作符,可以将元祖解压为列表。


例1

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a = [1,2,3]
c = [1,2,3,4]

zipped = zip(a,c)
l_zipped = list(zipped)
b = 3
print(type(zipped),type(l_zipped))

输出结果为:

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<class 'zip'> <class 'list'>
[(1, 1), (2, 2), (3, 3)]

例2

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a = [
[1,2],
[3,4],
[5,6]
]
c = [
[5,6],
[7,8],
[9,10]
]
zipped = zip(a,c)
l_zipped = list(zipped)
b = 3
print(type(zipped),type(l_zipped))

print(l_zipped)

输出结果:

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3
<class 'zip'> <class 'list'>
[([1, 2], [5, 6]), ([3, 4], [7, 8]), ([5, 6], [9, 10])]


例3

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a = [1,2,3]
c = [1,2,3,4]

zipped = zip(a,c)
print(zipped,type(zipped))
accmulated = 1*[0]
accmulated = [x_c[0] + x_c[1] for x_c in zip(a,c)]
for i in zipped:
print(i,type(i))
l_zipped = list(zipped) # 转换为列表
#print(l_zipped)
print("accmulated:",accmulated)

输出结果:

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<zip object at 0x7f3128d8d5c8> <class 'zip'>
(1, 1) <class 'tuple'>
(2, 2) <class 'tuple'>
(3, 3) <class 'tuple'>
accmulated: [2, 4, 6]

例4

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a = [
[1,2],
[3,4],
[5,6]
]
c = [
[5,6],
[7,8],
[9,10]
]
zipped = zip(a,c)
l_zipped = list(zipped)
accmulated = 1 *[0]
# 注:此处将zip(a,c)换为zipped则显示为空
for i in zip(a,c):
print(i,type(i))
accmulated = [x_c[0] + x_c[1] for x_c in zip(a,c)]
print("accmulated:",accmulated)

输出结果:

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([1, 2], [5, 6]) <class 'tuple'>
([3, 4], [7, 8]) <class 'tuple'>
([5, 6], [9, 10]) <class 'tuple'>
accmulated: [[1, 2, 5, 6], [3, 4, 7, 8], [5, 6, 9, 10]]


例5:矩阵的行列互换

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a = [[1,2,3],[3,4,5]]
a1 = zip(*a)
print(list(a1))

输出结果:

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[(1, 3), (2, 4), (3, 5)]

python函数

可更改与不可更改对象

在python中,strings,tuples和numbers是不可更改的对象,而list,dict是可以修改的对象。

  • 不可变类型:变量a=5后再赋值a=10,这里实际是新生成一个int值对象10,再让a指向它,而5被丢弃,不是改变a的值,相当于新生成了a。
  • 可变类型:变量a=[1,2,3,4]后再赋值la[2]=5则是将list la的第三个元素值更改,本身la没有动,只是其内部的一部分值被修改了。

python的参数传递:

  • 不可变类型:类似c++的值传递,如整数、字符串、元组。如fun(a),传递的只是a的值,没有影响a对象本身。比如在fun(a)内部修改a的值,只是修改另一个复制的对象,不会影响a本身。
  • 可变类型:类似c++的引用传递,如列表,字典。如fun(la),则是将la真正的传过去,修改后fun外部的la也会受影响。

python中一切都是对象,严格意义上不能说值传递还是引用传递,应该说传不可变对象和传可变对象。

python 传不可变对象实例

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def ChangeInt(a):
a = 10

b = 2
ChangInt(b)
print(b)

传可变对象实例
可变镀锡在函数里修改了参数,那么在调用这个函数的函数里,原始的参数也被改变了。

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def changeme( mylist ):
"修改传入的列表"
mylist.append([1,2,3,4])
print ("函数内取值: ", mylist)
return

# 调用changeme函数
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("函数外取值: ", mylist)

参数

以下是调用函数时可使用的正式参数类型:

  • 必需参数
  • 关键字参数
  • 默认参数
  • 不定长参数

必需参数
必需参数须以正确的顺序传入函数,调用时的数量必须和声明时的一样。
调用printme()函数,你必须传入一个参数,不然会出现语法错误:

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#可写函数说明
def printme( str ):
"打印任何传入的字符串"
print (str)
return

#调用printme函数
printme()

关键字参数
关键字参数和函数调用关系紧密,函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。
使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致,因为Python解释器能够用参数名匹配参数值。
以下实例在函数printme()调用时使用参数名:

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def printme( str ):
"打印任何传入的字符串"
print (str)
return

#调用printme函数
printme( str = "菜鸟教程")

以下实例演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序:

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#可写函数说明
def printinfo( name, age ):
"打印任何传入的字符串"
print ("名字: ", name)
print ("年龄: ", age)
return

#调用printinfo函数
printinfo( age=50, name="runoob" )

默认参数
调用函数时,如果没有传递参数,则会使用默认参数。以下实例中如果没有传入age参数,则使用默认值:

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def printinfo( name, age = 35 ):
"打印任何传入的字符串"
print ("名字: ", name)
print ("年龄: ", age)
return

#调用printinfo函数
printinfo( age=50, name="runoob" )
print ("------------------------")
printinfo( name="runoob" )

不定长参数
Python中的函数可以处理比当初声明时更多的参数。这些参数叫做不定长参数,和上述2种参数不同,声明时不会命名。基本语法如下:

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def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
"函数_文档字符串"
function_suite
return [expression]

加上星号*的参数会以元组(tuple)的形式导入,存放所有未命名的变量参数。

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# 可写函数说明
def printinfo( arg1, *vartuple ):
"打印任何传入的参数"
print ("输出: ")
print (arg1)
print (vartuple)

# 调用printinfo 函数
printinfo( 70, 60, 50 )

还有一种就是参数带两个星号**基本语法如下:

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def functionname([formal_args,] **var_args_dict ):
"函数_文档字符串"
function_suite
return [expression]

加了两个星号**的参数会以字典的形式导入。

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# 可写函数说明
def printinfo( arg1, **vardict ):
"打印任何传入的参数"
print ("输出: ")
print (arg1)
print (vardict)

# 调用printinfo 函数
printinfo(1, a=2,b=3)

声明函数时,参数中星号*可以单独出现,例如:

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def f(a,b,*,c):
return a+b+c

如果单独出现星号*后的参数必须用关键字传入。


匿名函数

python使用lambda来创建匿名函数。
所谓匿名,是指不再使用def语句这样的标准形式定义一个函数。

  • lambda只是一个表达式,函数体比def简单很多。
  • lambda的主体是一个表达式,而不是一个代码块。仅仅能在lambda表达式中封装有限的逻辑进去。
  • lambda函数拥有自己的命名空间,且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。
  • 虽然lambda函数看起来只能写一行,却不等同于c或c++的内联函数,后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。

语法
lambda函数的语法只包含一个语句,如下:

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lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

如下实例:

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# 可写函数说明
sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2

# 调用sum函数
print ("相加后的值为 : ", sum( 10, 20 ))
print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))

变量作用域

Python中,程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的,访问权限决定于这个变量在哪里赋值的。
变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种,分别是:

  • L(Local) 局部作用域
  • E(Enclosing) 闭包函数外的函数中
  • G(Global) 全局作用域
  • B(Built-in) 内置作用域(内置函数所在模块的范围)

以L -> E -> G -> B 的规则查找,即:在局部找不到,便会去局部外的局部找(例如闭包),再找不到就会去全局找,再者去内置中找。

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g_count = 0  # 全局作用域
def outer():
o_count = 1 # 闭包函数外的函数中
def inner():
i_count = 2 # 局部作用域

内置作用域是通过一共名为builtin的标准模块来实现的,但是这个变量名自身并没有放入内置作用域内,所以必须导入这个文件才能够使用它。在Python3.0中,可以使用以下的代码来查看到底预定义了哪些变量:

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>>> import builtins
>>> dir(builtins)

Python中只有模块(module),类(class)以及函数(def、lambda)才会引入新的作用域,其它的代码块(如if/elif/else、try/except、for/while等)是不会引入新的作用域的,也就是说这些语句内定义的变量,外部也可以访问,如下代码:

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>>> if True:
... msg = 'I am from Runoob'
>>> msg
'I am from Runoob'
>>>

实例中msg变量定义在if语句块中,但外部还是可以访问的。
如果将msg定义在函数中,则它就是局部变量,外部不能访问。

全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域,定义在函数外的拥有全局作用域。
局部变量只能在其被声明的函数内部访问,而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时,所有在函数内部声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例:

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total = 0 # 这是一个全局变量
# 可写函数说明
def sum( arg1, arg2 ):
#返回2个参数的和."
total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
print ("函数内是局部变量 : ", total)
return total

#调用sum函数
sum( 10, 20 )
print ("函数外是全局变量 : ", total)

global和nonlocal关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时,就要用到global和nonlocal关键字了。
以下实例修改全局变量num:

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#!/usr/bin/python3
num = 1
def fun1():
global num # 需要使用 global 关键字声明
print(num)
num = 123
print(num)
fun1()
print(num)

如果要修改嵌套作用域(enclosing作用域,外层非全局作用域)中的变量则需要nonlocal关键字,如下实例:

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#!/usr/bin/python3

def outer():
num = 10
def inner():
nonlocal num # nonlocal关键字声明
num = 100
print(num)
inner()
print(num)
outer()