Python函数——万字详解

 

  

                                       —— 小 峰 编 程

导 语：    

         从今天开始，我们将进入第二模块的学习——函数。第一模块主要是学习python基础知识，从第二模块开始就可以通过程序去解决工作中实际的问题。从今天开始，我们将进入第二模块的学习，此模块主要是：

• 函数，一个用于专门实现某个功能的代码块（可重用）。

1、内置函数

len、bin、oct、hex 等

2、自定义函数

def send_email():# 实现了发送邮件的代码pass
send_email()

3、模块，集成了很多功能的函数集合

• 内置模块，Python内部帮助我们提供好的。

  import random
  num = random.randint(0,19)
  

  import decimalv1 = decimal.Decimal("0.1")
  v2 = decimal.Decimal("0.2")
  v3 = v1 + v2
  print(v3) # 0.3
  

• 第三方模块，网上下载别人写好的模块（功能集合）。

• 自定义模块

一. 文件操作

在学习文件操作之前，先来回顾一下编码的相关以及先关数据类型的知识。

• 字符串类型（str），在程序中用于表示文字信息，本质上是unicode编码中的二进制。

  name = "武沛齐"
  

• 字节类型（bytes）

可表示文字信息，本质上是utf-8/gbk等编码的二进制（对unicode进行压缩，方便文件存储和网络传输。）

name="小峰"
print(name.encode('utf-8'))
data=b'\xe5\xb0\x8f\xe5\xb3\xb0'
print(data.decode('utf-8'))#小峰

可表示原始二进制（图片、文件等信息）

#	- 路径：
#		相对路径：'info.txt'
#		绝对路径：'/Users/PycharmProjects/luffyCourse/day09/info.txt'
# 	- 模式
# 		rb，表示读取文件原始的二进制（r, 读 read；b, 二进制 binary；）
#

在这里对于文件的文件打开的模式我们就不再一一介绍了， 主要参考：

https://docs.python.org/3/library/functions.html#filemodes

模式	介绍
‘r’	读取
‘w’	清空文件内容，然后写入
‘x’	新建文件，然后写入（如果文件存在，那直接失败）
‘a’	在文件末尾写入，文件不存在就新建
‘b’	二进制模式
‘t’	文本模式
‘+’	更新（读和写）

Python里面默认的模式是：'rt'。只要有'+'，就变成了可读可写的；可以与w，r，a等进行组合。

1. 读文件

• 读文本文件

  file_object = open('info.txt', 'rt',encoding='utf-8')
  data=file_object.read()
  print(data)
  file_object.close()

• 读图片等非文本内容文件。

  file_object = open('my.png', 'rb')
  data = file_object.read()
  file_object.close()
  print(data)

        注意事项：路径相关问题。注意区分相对路径与绝对路径。

        windows系统中写绝对路径容易出问题：

#注意路径相关的问题
错误写法：file_object = open("D:\python\try1\info.txt","rt")  
正确写法：file_object = open("D:\\python\\try1\\info.txt","rt")
正确写法：file_object = open(r"D:\python\try1\info.txt","rt")

• 读文件时，文件不存在程序会报错。所以一般在项目中我们会将其和os模块结合起来使用，判断一个路径是否存在。

  file_path=r"D:\python\try1\info.txt"
  exists=os.path.exists(file_path)
  if not exists:print("文件不存在")
  else:file_object = open(file_path, "rt",encoding="utf-8")data = file_object.read()print(data)file_object.close()
  

2.写文件

• 写文本文件

  # 路径：t1.txt
  # 模式：wb（要求写入的内容需要是字节类型）
  ​1、打开文件
  file_object = open(“info.txt”, mode=‘wb’)
  # 2.写入内容
  file_object.write( “小峰”.encode(“utf-8”) )
  # 3.文件关闭
  file_object.close()

• 写图片非文本文件等文件

  f1 = open('a1.png',mode='rb')
  content = f1.read()
  f1.close()f2 = open('a2.png',mode='wb')
  f2.write(content)
  f2.close()
  

基础案例：

#用户注册
# w写入文件，先清空文件；再在文件中写入内容。
file_object = open("files/info.txt", mode='wt', encoding='utf-8')
while True:user = input("请输入用户名：")if user.upper() == "Q":breakpwd = input("请输入密码：")data = "{}-{}\n".format(user, pwd)file_object.write(data)
file_object.close()

补充：上下文书写格式，避免忘记关闭文件

with open('info.txt', mode='rb') as f:data = f.read()print(data)

二. 初识函数

函数，可以当做是一大堆功能代码的集合。

def 函数名():函数内编写代码...函数名()

例如：

# 定义名字叫info的函数
def info():print("第一行")print("第二行")print("第n行...")info()

一般在项目开发中有会有两种应用场景：

• 有重复代码，用函数增加代码的重用性。

  def send_email():# 10行代码print("欢迎使用计算机监控系统")
  if CPU > 90%:send_email()
  if 硬盘使用率 > 99%:send_email()
  if 内存使用率 > 98%:send_email()
  ...
  

• 代码太长，用函数增强代码的可读性。

  def mycard():card_color_list=["红桃","方片","梅花","方片"]card_num=["1","2","3","4","5","6","7","8","9","J","Q","K","A"]card=[f"{color}{num}"for color in card_color_list for num in card_num]card.append("大王")card.append("小王")return card
  cout=0
  for i in mycard():print(i)cout+=1
  print(cout)

        以前我们变成是按照业务逻辑从上到下逐步完成，称为：面向过程编程；现在学了函数之后，利用函数编程称为：函数式编程。

1. 函数的参数

之下面就来教大家用python发邮件,以下是我为大家提供的发邮件的一个函数。

import smtplib
from email.mime.text import MIMEText
from email.utils import formataddr
​
def send_email(email):# ### 1.邮件内容配置 #### 邮件文本msg = MIMEText("在吗", 'html', 'utf-8') # 邮件上显示的发件人msg['From'] = formataddr(["小峰", "wptawy@126.com"])# 邮件上显示的主题msg['Subject'] = "邮件主题"# ### 2.发送邮件 ### server = smtplib.SMTP_SSL("smtp.126.com")server.login("wptawy@126.com", "WIYSAILOVUKPQGHY")server.sendmail("wptawy@126.com", email, msg.as_string())server.quit()v3 = "xiaofeng@live.com"
send_email(v3)

1.1 参数

在定义函数时，如果在括号中添加变量，我们称它为函数的形式参数：

#定义有三个参数的函数（a1/a2/a3一般称为形式参数-形参）
def func(a1,a2,a3):print(a1+a2+a3)# 执行函数并传入参数（执行函数传值时一般称为实际参数-实参）
func(11,22,33)# 执行函数并传入参数
func(9,2,103)

• 位置传参

  def add(n1,n2):print(n1+n2)add(1,22)
  

• 关键字传参:只能从右往左

  def add(n1,n2):print(n1+n2)add(n1=1,n2=22)
  

1.2 默认参数

def func(a1, a2, a3=10):print(a1 + a2 + a3)# 位置传参
func(8, 19)
func(1, 2, 99)
# 关键字传参（位置和关键混合时，关键字传参要在后面）
func(12, 9, a3=90)
func(12, a2=9, a3=90)
func(a1=12, a2=9, a3=90)

1.3 动态参数

 动态参数，定义函数时在形参位置用 *或** 可以接任意个参数。在定义函数时可以用 *和**，其实在执行函数时，也可以用。

•  *

def func(*args):print(args) # 元组类型 (22,)   (22,33,99,) ()# 只能按照位置传参
func(22)
func(22,33)
func(22,33,99)
func()

• **

  def func(**kwargs):print(kwargs) # 字典类型 {"n1":"小峰"}    {"n1":"小峰","age":"18","email":"xxxx"}  {}# 只能按关键字传参
  func(n1="小峰")
  func(n1="小峰",age=18)
  func(n1="小峰",age=18,email="xx@live.com")
  

• *和**

  def fun(*args,**kwargs):print(args)print(kwargs)fun(1,2,3,4,5)
  fun(13456,456,name="xiaofeng",age=19,sex="boy")

  提示：是否还记得字符串格式化时的format功能。

  v1 = "我叫{},今年{},性别{}".format("小峰",18,"男")
  v2 = "我叫{name},今年{age},性别{gender}".format(name="小峰",age=18,gender="男")
  print(v1)
  print(v2)
  

• 注意事项：

  # 1. ** 必须放在 * 的后面
  def func1(*args, **kwargs):print(args, kwargs)
  func1(1,2,name='John')
  # 2. 参数和动态参数混合时，动态参数只能放在最后。
  def func2(a1, a2, a3, *args, **kwargs):print(a1, a2, a3, args, kwargs)
  func2(1,2,4,6,name='John',a=2,b=3,c=4)
  # 3. 默认值参数和动态参数同时存在
  def func3(a1, a2, a3, a4=10, *args, a5=20, **kwargs):print(a1, a2, a3, a4, a5, args, kwargs)
  func3(11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, a5=10, a10=123)
  

• 形参固定，实参用*和**

  def func(a1,a2):print(a1,a2)
  func( 11, 22 )
  func( a1=1, a2=2 )
  func( *[11,22] )
  func( **{"a1":11,"a2":22} )
  

• 形参用*和**，实参也用 *和**

  def func(*args, **kwargs):print(args, kwargs)
  func(11, 22)
  func(11, 22, name="小峰", age=18)
  # 小坑，([11,22,33], {"k1":1,"k2":2}), {}
  func([11, 22, 33], {"k1": 1, "k2": 2})
  # args=(11,22,33),kwargs={"k1":1,"k2":2}
  func(*[11, 22, 33], **{"k1": 1, "k2": 2})
  # 值得注意：按照这个方式将数据传递给args和kwargs时，数据是会重新拷贝一份的
  # （可理解为内部循环每个元素并设置到args和kwargs中）。
  

所以，在使用format字符串格式化时，可以可以这样：

v3 = "我是{},年龄：{}。".format(*["小峰",18])
v4 = "我是{name},年龄：{age}。".format(**{"name":"小峰","age":18})
print(v3)
print(v4)

2. 函数返回值

在开发过程中，我们希望函数可以帮助我们实现某个功能，但让函数实现某功能之后有时也需要有一些结果需要反馈给我们，例如：

def func():return 6666
print(func())

def func(a):return a+10
print(func(2))

• 返回值可以是任意类型，如果函数中没写return，则默认返回None

  def func():value = 1 + 1ret = func()
  print(ret) # None
  

  当在函数中未写返回值 或 return 或 return None ，执行函数获取的返回值都是None。

  def func():value = 1 + 1return  # 或 return Noneret = func()
  print(ret) # None
  

• return后面的值如果有逗号，则默认会将返回值转换成元组再返回。

  def func():return 1,3,5,7
  print(func(),type(func()))

• 函数一旦遇到return就会立即退出函数（终止函数中的所有代码）

  def func():print("开始")for i in range(1,10):if i%2==0:print(i)else:returnprint("结束")
  func()# 输出
  开始
  

扩展：密码都不是明文。

• 注册京东，京东存储：用户名和密码（密文）
• 登录京东：用户名- 密码。

3.参数的补充

在函数基础部分，我们掌握函数和参数基础知识，掌握这些其实完全就可以进行项目的开发。补充内容包含：内存地址相关、面试题相关等，在特定情况下也可以让代码更加简洁，提升开发效率。

3.1 参数内存地址相关【面试题】

在开始开始讲参数内存地址相关之前，我们得先了解：使用 id查看下某个值的在内存中的地址

#查看某个值在内存中的地址
v='小峰'
print(id(v))

注：函数执行传参时，传递的是内存地址。

def func(data):print(data,id(data))
v='小峰'
print(id(v))
func(v)

Python参数的这一特性有两个好处：

• 节省内存

• 对于可变类型且函数中修改元素的内容，所有的地方都会修改。可变类型：列表、字典、集合。

def fun1(data):data.insert(2,0)print(id(data))
v1=[1,2,3,4] #列表
fun1(v1)
print(v1,id(v1))
############################
def fun2(data):data.add(8)print(id(data))
v2={1,2,3,4}#集合
fun2(v2)
print(v2,id(v2))
###########################
def fun3(data):data.update({"k4": 8})print(id(data))
v3={"k1":1,"k2":2,"k3":3} #字典类型
fun3(v3)
print(v3,id(v3))

提示注意：其他很多编程语言执行函数时，默认传参时会将数据重新拷贝一份，会浪费内存。.其他语言也可以通过 ref 等关键字来实现传递内存地址。当然，如果你不想让外部的变量和函数内部参数的变量一致，也可以选择将外部值拷贝一份，再传给函数。

def fun(data):print(data,id(data))
v=[1,2,3,4,5]
print(v,id(v))
new_v=copy.deepcopy(v)
fun(new_v)
print(new_v,id(new_v))
#结果：
[1, 2, 3, 4, 5] 2213990555712
[1, 2, 3, 4, 5] 2213990545664
[1, 2, 3, 4, 5] 2213990545664

3.2 函数的返回值是内存地址

def func():data = [11, 22, 33]return datav1 = func()
print(v1) # [11,22,33]

上述代码的执行过程：

• 执行func函数
• data = [11, 22, 33] 创建一块内存区域，内部存储[11,22,33]，data变量指向这块内存地址。
• return data 返回data指向的内存地址
• v1接收返回值，所以 v1 和 data 都指向 [11,22,33] 的内存地址（两个变量指向此内存，引用计数器为2）
• 由函数执行完毕之后，函数内部的变量都会被释放。（即：删除data变量，内存地址的引用计数器-1）

所以，最终v1指向的函数内部创建的那块内存地址。

3.3 参数的默认值【面试题】

这个知识点在面试题中出现的概率比较高，但真正实际开发中用的比较少。

def func(a1,a2=18):print(a1,a2)

> 原理：

        Python在创建函数（未执行）时，如果发现函数的参数中有默认值，则在函数内部会创建一块区域并维护这个默认值。 执行函数未传值时，则让a2指向 函数维护的那个值的地址。执行函数传值时，则让a2指向新传入的值的地址。在特定情况【默认参数的值是可变类型 list/dict/set】 & 【函数内部会修改这个值】下，参数的默认值 有坑 。

• 坑

  # 在函数内存中会维护一块区域存储
  def fun(a,b=[1,4,8]):b.append(100)print(a,b)print(id(a),id(b))
  fun(1)
  fun(2)
  fun(3,[1,2,3,4,5])输出结果
  1 [1, 4, 8, 100]
  1555535456560 1555542237248
  2 [1, 4, 8, 100, 100]
  1555535456592 1555542237248
  3 [1, 2, 3, 4, 5, 100]
  1555535456624 1555542227200

• 大坑

  # 在内部会维护一块区域存储 [1, 2, 10, 20,40 ] ,内存地址 1010101010
  def func(a1, a2=[1, 2]):a2.append(a1)print(id(a2))return a2
  # a1=10
  # a2 -> 1010101010
  # v1 -> 1010101010
  v1 = func(10)
  print(v1,id(v1))  # [1, 2, 10]
  # a1=20
  # a2 -> 1010101010
  # v2 -> 1010101010
  v2 = func(20)
  print(v2,id(v2))  # [1, 2, 10, 20 ]
  # a1=30
  # a2 -> 11111111111        [11, 22,30]
  # v3 -> 11111111111
  v3 = func(30, [11, 22])
  print(v3,id(v3))  # [11, 22,30]
  # a1=40
  # a2 -> 1010101010
  # v4 -> 1010101010
  v4 = func(40)
  print(v4,id(v4))   # [1, 2, 10, 20,40 ]
  

• 深坑

  # 内存中创建空间存储 [1, 2, 10, 20, 40] 地址：1010101010
  def func(a1, a2=[1, 2]):a2.append(a1)return a2
  # a1=10
  # a2 -> 1010101010
  # v1 -> 1010101010
  v1 = func(10)
  # a1=20
  # a2 -> 1010101010
  # v2 -> 1010101010
  v2 = func(20)
  # a1=30
  # a2 -> 11111111111   [11,22,30]
  # v3 -> 11111111111
  v3 = func(30, [11, 22])
  # a1=40
  # a2 -> 1010101010
  # v4 -> 1010101010
  v4 = func(40)print(v1) # [1, 2, 10, 20, 40]
  print(v2) # [1, 2, 10, 20, 40]
  print(v3) # [11,22,30]
  print(v4) # [1, 2, 10, 20, 40]
  

4. 函数和函数名

函数名其实就是一个变量，这个变量只不过代指的函数而已。

注意：函数必须先定义才能被调用执行（解释型语言）。

# 正确
def add(n1,n2):return n1 + n2ret = add(1,2)
print(ret) 

4.1 函数做元素

既然函数就相当于是一个变量，那么在列表等元素中是否可以把行数当做元素呢？

def func():return 123data_list = ["小峰", "func", func , func() ]print( data_list[0] ) # 字符串"小峰"
print( data_list[1] ) # 字符串 "func"
print( data_list[2] ) # 函数 func
print( data_list[3] ) # 整数 123res = data_list[2]()
print( res ) # 执行函数 func，并获取返回值；print再输出返回值。print( data_list[2]() ) # 123

注意：函数同时也可被哈希，所以函数名通知也可以当做 集合的元素、字典的键。

掌握这个知识之后，对后续的项目开发有很大的帮助，例如，在项目中遇到根据选择做不同操作时：

• 情景1，例如：要开发一个类似于微信的功能。

  def send_message():"""发送消息"""passdef send_image():"""发送图片"""passdef send_emoji():"""发送表情"""passdef send_file():"""发送文件"""passdef xxx():"""收藏"""passfunction_dict = {"1": send_message,"2": send_image,"3": send_emoji,"4": send_file,"5": xxx
  }print("欢迎使用xx系统")
  print("请选择：1.发送消息；2.发送图片；3.发送表情；4.发送文件")
  choice = input("输入选择的序号") # "1"func = function_dict.get(choice)
  if not func:print("输入错误")
  else:# 执行函数func()

• 情景2，例如：某个特定情况，要实现发送短信、微信、邮件。

  def send_msg():"""发送短信"""passdef send_email():"""发送图片"""passdef send_wechat():"""发送微信"""passfunc_list = [ send_msg, send_email, send_wechat ]
  for item in func_list:item()
  

上述两种情景，在参数相同时才可用，如果参数不一致，会出错。所以，在项目设计时就要让程序满足这一点，如果无法满足，也可以通过其他手段时间，例如：

情景：

def send_message(phone,content):"""发送消息"""passdef send_image(img_path, content):"""发送图片"""passdef send_emoji(emoji):"""发送表情"""passdef send_file(path):"""发送文件"""passfunction_dict = {"1": [ send_message,  ['15131255089', '你好呀']],"2": [ send_image,  ['xxx/xxx/xx.png', '消息内容']],"3": [ send_emoji, ["😁"]],"4": [ send_file, ['xx.zip'] ]
}print("欢迎使用xx系统")
print("请选择：1.发送消息；2.发送图片；3.发送表情；4.发送文件")
choice = input("输入选择的序号：") # 1item = function_dict.get(choice) # [ send_message,  ['15131255089', '你好呀']],
if not item:print("输入错误")
else:# 执行函数func = item[0] # send_messageparam_list = item[1] #  ['15131255089', '你好呀']func(*param_list) # send_message(*['15131255089', '你好呀'])

4.2 函数名赋值

• 将函数名赋值给其他变量，函数名其实就个变量，代指某函数；如果将函数名赋值给另外一个变量，则此变量也会代指该函数，例如：

  def func(a1,a2):print(a1,a2)new_fuc = func# 此时，new_fuc和func都代指上面的那个函数，所以都可以被执行。
  func(1,1)
  new_fuc(2,2)
  

• 对函数名重新赋值，如果将函数名修改为其他值，函数名便不再代指函数，例如：

  def func(a1,a2):print(a1,a2)# 执行func函数
  func(11,22)# func重新赋值成一个字符串
  func = "小峰"print(func)
  

  注意：由于函数名被重新定义之后，就会变量新被定义的值，所以大家在自定义函数时，不要与python内置的函数同名，否则会覆盖内置函数的功能。

4.3 函数名做参数和返回值

函数名其实就一个变量，代指某个函数，所以和其他的数据类型一样，也可以当做函数的参数和返回值。

• 参数

  def plus(num):return num + 100def handler(func):res = func(10) # 110msg = "执行func，并获取到的结果为:{}".format(res)print(msg) # 执行func，并获取到的结果为:110# 执行handler函数，将plus作为参数传递给handler的形式参数func
  handler(plus)
  

• 返回值

  def plus(num):return num + 100def handler():print("执行handler函数")return plusresult = handler()
  data = result(20) # 120
  print(data)
  

5. 作用域

作用域，可以理解为一块空间，这块空间的数据是可以共享的。通俗点来说，作用域就类似于一个房子，房子中的东西归里面的所有人共享，其他房子的人无法获取。

5.1 函数为作用域

        Python以函数为作用域，所以在函数内创建的所有数据，可以此函数中被使用，无法在其他函数中被使用。

def func():age = 20#局部变量，局部变量优先原则print(age)def handler():print(age)age=5#全局变量
func()
handler()
print(age)

5.2 全局和局部

Python中以函数为作用域，函数的作用域其实是一个局部作用域。

# 全局变量（变量名大写）
COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京","上海","深圳"]def download():# 局部变量url = "http://www.xxx.com"

COUNTRY和CITY_LIST是在全局作用域中，全局作用域中创建的变量称之为【全局变量】，可以在全局作用域中被使用，也可以在其局部作用域中被使用。download函数内部维护的就是一个局部作用域，在各自函数内部创建变量称之为【局部变量】，且局部变量只能在此作用域中被使用。局部作用域中想使用某个变量时，寻找的顺序为：优先在局部作用域中寻找，如果没有则去上级作用域中寻找。(局部变量优先的原则）

注意：全局变量一般都是大写。

示例1：在局部作用域中读取全局作用域的变量。

COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京", "上海", "深圳"]def download():url = "http://www.xxx.com"print(url)print(COUNTRY)print(CITY_LIST)print(COUNTRY)
download()

示例2：局部作用域和全局作用域变量同名，局部变量优先

CITY_LIST = ["北京", "上海", "深圳"]def download():url = "http://www.xxx.com"CITY_LIST = ["河北", "河南", "山西"]print(url)print(CITY_LIST)print(CITY_LIST)
download()

5.3 global关键字

默认情况下，在局部作用域对全局变量只能进行：读取和修改内部元素（可变类型），无法对全局变量进行重新赋值。

• 读取

  a=2
  def fun():print(a)  #对全局变量的读取fun()

• 修改内部元素（可变类型）

  a=[2,"xiaofeng",(1,5)]
  print(a)
  def fun():a.append("liu")  #对内部元素的修改a[2]=3
  fun()
  print(a)

• 无法对全局变量重新赋值

  a=2
  def fun():a=9print(a)
  fun() #9
  print(a) #2

如果想要在局部作用域中对全局变量重新赋值，则可以基于 global关键字实现，例如：

a=2
def fun():global aa=9print(a)
print(a)
fun()
print(a)

三、函数的进阶

• 函数的嵌套
• 闭包
• 装饰器

上述内容均属于函数部分必备知识，以后开发时直接和间接都会使用，请务必理解（重在理解，不要去死记硬背）。

1. 函数嵌套

Python中以函数为作用域，在作用域中定义的相关数据只能被当前作用域或子作用域使用。

1.1 函数在作用域中

其实，函数也是定义在作用域中的数据，在执行函数时候，也同样遵循：优先在自己作用域中寻找，没有则向上一接作用域寻找，例如：

# 1. 在全局作用域定义了函数func
def func():print("你好")# 2. 在全局作用域找到func函数并执行。
func()# 3.在全局作用域定义了execute函数
def execute():print("开始")# 优先在当前函数作用域找func函数，没有则向上级作用域中寻找。func()print("结束")# 4.在全局作用域执行execute函数
execute()

1.2 函数定义的位置

函数不仅可以定义在全局作用域中，其实函数也可以定义在局部作用域，这样函数被局部作用域和其子作用于中调用（函数的嵌套）。

def func(a):print("开始")def sum(a):return a+2def sub(a):return a-2if a>3:return sum(a)else:return sub(a)print(func(2))
print(func(4))

到现在你会发现，只要理解数据定义时所存在的作用域，并根据从上到下代码执行过程进行分析，再怎么嵌套都可以搞定。有没有想过为什么要这么嵌套定义？把函数都定义在全局不好吗？

其实，大多数情况下我们都会将函数定义在全局，不会嵌套着定义函数。不过，当我们定义一个函数去实现某功能，想要将内部功能拆分成N个函数，又担心这个N个函数放在全局会与其他函数名冲突时（尤其多人协同开发）可以选择使用函数的嵌套。

def f1():passdef f2():passdef func():f1()f2()

1.3 嵌套引发的作用域问题

基于内存和执行过程分析作用域。

name = "xiaofeng"
def run():name = "alex"def inner():print(name)def test():print("hello")return [inner, test]
func_list = run()
func_list[0]()
func_list[1]()

三句话搞定作用域：

• 优先在自己的作用域找，自己没有就去上级作用域。
• 在作用域中寻找值时，要确保此次此刻值是什么。
• 分析函数的执行，并确定函数作用域链。（函数嵌套）

2.闭包

闭包，简而言之就是将数据封装在一个包（区域）中，使用时再去里面取。（本质上闭包是基于函数嵌套搞出来一个中特殊嵌套）

• 闭包应用场景1：封装数据防止污染全局。

  def func(age):name = "xiaofeng"def f1():print(name, age)def f2():print(name, age)f1()f2()
  func(123)
  

• 闭包应用场景2：封装数据封到一个包里，使用时在取。 

  def task(src):def inner():print(src)return innertask('hello')()
  

3.装饰器

现在给你一个函数，在不修改函数源码的前提下，实现在函数执行前和执行后分别输入 “before” 和 “after”。

def func():print("我是func函数")value = (11,22,33,44) return valueresult = func()
print(result)

3.1 装饰器的引入

• 一般刚开始学编程的实现思路：

def func():print("before")print("我是func函数")value = (11,22,33,44)     print("after")    return valueresult = func()

• 更高级的的实现思路：

def func():print("我是func函数")value = (11, 22, 33, 44)return value
def outer(origin):def inner():print('inner')origin()print("after")return innerfunc = outer(func)
result = func()

• 再对其进行优化后的思路，即就是处理返回值：

def func():print("我是func函数")value = (11, 22, 33, 44)return value
def outer(origin):def inner():print('inner')res = origin()print("after")return res  #保持和原函数一样的效果return innerresult = outer(func)()

3.2 装饰器的基本语法结构

在Python中有个一个特殊的语法糖，即就是本讲所说的装饰器：

def outer(origin):def inner():print('before')res = origin()print("after")return resreturn inner@outer
def func():print("我是func函数")value = (11, 22, 33, 44)return valuefunc()

3.3 装饰器在多函数中的应用

请在这3个函数执行前和执行后分别输入 “before” 和 “after”

def func1():print("我是func1函数")value = (11, 22, 33, 44)return value        
def func2():print("我是func2函数")value = (11, 22, 33, 44)return value 
def func3():print("我是func3函数")value = (11, 22, 33, 44)return value   

• 学完装饰器的实现思路：

def outer(org):def inner():print("before")res = org()print("after")return resreturn inner@outer
def func1():print("我是func1函数")value = (11, 22, 33, 44)return value@outer
def func2():print("我是func2函数")value = (11, 22, 33, 44)return value@outer
def func3():print("我是func3函数")value = (11, 22, 33, 44)return valuefunc1()
func2()
func3()

装饰器，在不修改原函数内容的前提下，通过@函数可以实现在函数前后自定义执行一些功能（批量操作会更有意义）。

3.4 装饰器的再优化，语法结构的改良

优化以支持多个参数的情况。

def outer(origin):def inner(*args, **kwargs):print("before 110")res = origin(*args, **kwargs)  # 调用原来的func函数print("after")return resreturn inner@outer  # func1 = outer(func1)
def func1(a1):print("我是func1函数")value = (11, 22, 33, 44)return value@outer  # func2 = outer(func2)
def func2(a1, a2):print("我是func2函数")value = (11, 22, 33, 44)return valuefunc1(1)
func2(11, a2=22)

• 实现原理：基于@语法和函数闭包，将原函数封装在闭包中，然后将函数赋值为一个新的函数（内层函数），执行函数时再在内层函数中执行闭包中的原函数。

• 实现效果：可以在不改变原函数内部代码 和 调用方式的前提下，实现在函数执行和执行扩展功能。

• 适用场景：多个函数系统统一在执行前后自定义一些功能。

3.5 重要补充

       装饰器实际上就是将原函数更改为其他的函数，然后再此函数中再去调用原函数。其实，一般情况下大家不用 functools 也可以实现装饰器的基本功能，但后期在项目开发时，不加 functools 会出错（ 内部会读取__name__，且__name__重名的话就报错 ），所以在此大家就要规范起来自己的写法。 functools是 Python 标准库中的一个模块，提供了对高阶函数（即操作或返回其他函数的函数）的支持。它包含了一些常用的函数装饰器和工具，用于简化函数操作和优化代码。

• 获取函数名

def test():pass
print(test.__name__) # testdef auth(func):def inner(*args, **kwargs):return func(*args, **kwargs)return inner@auth
def test():pass
test()
print(test.__name__) # inner

import functoolsdef auth(func):@functools.wraps(func)def inner(*args, **kwargs):return func(*args, **kwargs)return inner@auth
def handler():passhandler()
print(handler.__name__)  # handler

def auth(func):@functools.wraps(func)def inner(*args, **kwargs):"""巴巴里吧"""res = func(*args, **kwargs)  # 执行原函数print(args)print(kwargs)return resreturn inner
@auth
def func(*args, **kwargs):passprint(func(1,2,name="xiaofeng"))
print(func.__name__)

4. 匿名函数

传统的函数的定义包括了：函数名 + 函数体。匿名函数，则是基于lambda表达式实现定义一个可以没有名字的函数，在编写匿名函数时，由于受限 函数体只能写一行，所以匿名函数只能处理非常简单的功能。基于Lambda定义的函数格式为：lambda 参数:函数体

例如：

data_list = [ lambda x:x+100,  lambda x:x+110, lambda x:x+120 ]print( data_list[0] )

• 参数，支持任意参数。

  lambda x: 函数体
  lambda x1,x2: 函数体
  lambda *args, **kwargs: 函数体
  

• 函数体，只能支持单行的代码。

• 返回值，默认将函数体单行代码执行的结果返回给函数的执行处。

  func = lambda x: x + 100v1 = func(10)
  print(v1) # 110
  

注：匿名函数适用于简单的业务处理，可以快速并简单的创建函数。

补充：三元运算

简单的函数，可以基于lambda表达式实现。简单的条件语句，可以基于三元运算实现

# 结果 =  条件成立时    if   条件   else   不成立
例如：

num=int(input("Enter a number:"))
print("hello") if num==1 else print("goodbye")

lambda表达式和三元运算没有任何关系，属于两个独立的知识点。但是掌握三元运算之后，以后再编写匿名函数时，就可以处理再稍微复杂点的情况了，例如：

#匿名函数，lambda结合三元运算就可以实现比较复杂的功能
func = lambda x: "大了" if x > 66 else "小了"
print(func(1)) # "小了"
print(func(100)) # "大了"

5. 生成器

        生成器是由 函数+yield关键字 创造出来的写法，在特定情况下，用他可以帮助我们节省内存。

• 生成器函数，函数中有yield存在时，这个函数就是生产生成器函数。

  def func():print(111)yield 1
  

• 生成器对象，执行生成器函数时，会返回一个生成器对象。

  def func():print(111)yield 1print(222)yield 2print(333)yield 3print(444)data = func()
  v1 = next(data)
  print(v1)
  v2 = next(data)
  print(v2)
  v3 = next(data)
  print(v3)
  v4 = next(data)
  print(v4) # 执行生成器函数func，返回的生成器对象。
  # 注意：执行生成器函数时，函数内部代码不会执行。 结束或中途遇到return，程序提示StopIteration错误
  

        生成器的特点是，记录在函数中的执行位置，下次执行next时，会从上一次的位置基础上再继续向下执行。

应用场景：

        当以后需要我们在内存中创建很多数据时，可以想着用基于生成器来实现一点一点生成（用一点生产一点），以节省内存的开销。

扩展:send()

def func():print(111)v1 = yield 1print(v1)print(222)v2 = yield 2print(v2)print(333)data = func()
n1 = data.send(None)
print(n1)
n2 = data.send(666)
print(n2)
n3 = data.send(777)

send方法的工作原理

1. 生成器函数在遇到yield语句时会暂停执行，并返回yield后面的值。
2. 调用send方法时，生成器会从上次暂停的地方继续执行，并将send方法的参数作为yield表达式的结果。
3. 生成器继续执行，直到遇到下一个yield语句或函数结束。

注意事项

• 在第一次调用生成器时，不能直接使用send方法，因为生成器还没有执行到第一个yield语句。通常需要先调用next方法或send(None)来启动生成器。
• 如果生成器已经结束（即没有更多的yield语句），再调用send方法会抛出StopIteration异常。

6.内置函数

Python内部为我们提供了很多方便的内置函数，在此整理出来36个给大家来讲解。

• 第1组

#内置函数
#abs 求绝对值
print(abs(-1))
#pow指数
print(pow(2,3))
#sum 求和
print(sum([1,4,9]))
#divmod 求商和余数
print(divmod(7,4))
#min 求最小值
print(min([1,8,-2]))
#max 求最大值
print(max([1,8,-2]))
#any 是否存在为真
print(any([False,0,'']))
#all 是否全为真
print(all([1,2,3]))#十进制转化为二进制
print(bin(10))
#十进制转化为八进制
print(oct(10))
#十进制转化为十六进制
print(hex(10))
# ord，获取字符对应的unicode码点（十进制）
print(ord('A'))
# chr，根据码点（十进制）获取对应字符
print(chr(ord('A')+1))

• 第2组，数据类型中有讲到

int、foat、str，unicode编码、bytes，utf-8、gbk编码、bool、list、dict、tuple、set

• 第3组（13个）

  len、print、input、open、type，获取数据类型、range、id
• 补充：

• enumerate

  #enumerate  枚举
  #语法：enumerate(sequence, [start=0])
  v1 = ["小峰", "alex", 'root']
  for num, value in enumerate(v1, 1):print(num, value)# hash 它用于获取一个对象的哈希值。哈希值是一个固定长度的整数，用于表示一个对象的状态或标识，通常用于构建字典、集合等数据结构，以及进行数据加密等方面。
  print(hash("xiaofeng"))#callable，是否可执行，后面是否可以加括号。
  #通常用来判断是否为函数
  def func():print("Hello World")
  v=1
  print(callable(func))
  print(callable(v))#zip
  # Python 3：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。我们可以使用 list() 转换来输出列表
  v1=(1,5,8,3)
  v2=(5,71,1,0)
  v3=(20,4,6,9,39)
  print(zip(v1,v2,v3))#返回的是一个对象,最后一列不全，所以剔除掉
  for i in zip(v1,v2,v3):print(i)

• sorted，排序

  #eg1:
  print(sorted([1,7,0,-2,7]))  #由小到大的排序
  print(sorted([1,7,0,-2,7],reverse=True))  #由大到小的排序#eg2：
  info = {"wupeiqi": {'id': 10,'age': 119},"root": {'id': 20,'age': 29},"seven": {'id': 9,'age': 9},"admin": {'id': 11,'age': 139},
  }
  result = sorted(info.items(), key=lambda x: x[1]['age'])
  print(result)
  

  data_list = ['1-5 编译器和解释器.mp4','1-17 今日作业.mp4','1-9 Python解释器种类.mp4','1-16 今日总结.mp4','1-2 课堂笔记的创建.mp4','1-15 Pycharm使用和破解（win系统）.mp4','1-12 python解释器的安装（mac系统）.mp4','1-13 python解释器的安装（win系统）.mp4','1-8 Python介绍.mp4', '1-7 编程语言的分类.mp4','1-3 常见计算机基本概念.mp4','1-14 Pycharm使用和破解（mac系统）.mp4','1-10 CPython解释器版本.mp4','1-1 今日概要.mp4','1-6 学习编程本质上的三件事.mp4','1-18 作业答案和讲解.mp4','1-4 编程语言.mp4','1-11 环境搭建说明.mp4'
  ]
  result = sorted(data_list, key=lambda x: int(x.split(' ')[0].split("-")[-1]) )
  print(result)
  

7.推导式

        推导式是Python中提供了一个非常方便的功能，可以让我们通过一行代码实现创建list、dict、tuple、set 的同时初始化一些值。请创建一个列表，并在列表中初始化：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9…299 整数元素。

• 列表

  对列表的初始化
  num_list=[i for i in range(10)]num_list=(i,i,i) for i in range(10)结合三元运算对列表进行初始化
  num_list=[i for i in range(10) if i%2==0]

• 集合

  num_set1 = { i for i in range(10)}
  num_set2 = { (i,i,i) for i in range(10)}
  num_set3 = { (i,i,i) for i in range(10) if i%2==0 }

• 字典

  num_dict1 = { i:i for i in range(10)}
  num_dict2 = { i:(i,11) for i in range(10)}
  num_dict3 = { i:(i,11) for i in range(10) if i>7}

• 元组，不同于其他类型。

        不会立即执行内部循环去生成数据，而是得到一个生成器对象。

data = (i for i in range(10))
print(data)
for item in data:print(item)

• 看代码写结果（新浪微博面试题）

  data_list = [lambda x: x + i for i in range(10)]  # [函数,函数,函数]   i=9v1 = data_list[0](100)
  v2 = data_list[3](100)
  print(v1, v2)  # 109 109
  

补充：

1. 推导式支持嵌套

   # 一副扑克牌poker_list = [ (color,num) for num in range(1,14) for color in ["红桃", "黑桃", "方片", "梅花"]]
   print(poker_list)	

2. 烧脑面试题

   def num():return [lambda x: i * x for i in range(4)]
   # 1. num()并获取返回值  [函数,函数,函数,函数] i=3 ,即就是相同的函数和相同的i
   # 2. for循环返回值
   # 3. 给每个函数传参都是2
   result = [m(2) for m in num()]  # [6,6,6,6]
   print(result)

   def num():return (lambda x: i * x for i in range(4))# 1. num()并获取返回值  生成器对象
   # 2. for循环返回值
   # 3. 返回值的每个元素(2)
   result = [m(2) for m in num()]  # [0,2,4,6 ]
   print(result)
   

 本   篇   完   结   …  …

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持     续     更     新     中   …    …