Python3基础-函数作用域-猿码集

1. 函数的定义

在Python中，函数是一段可以重复使用的程序代码块。我们可以使用def关键字来定义函数。函数定义包括以下几个部分：

函数名: 命名规则同变量命名规则，不能以数字开头，不能使用保留字。

参数列表: 可以是任意个数的参数，每个参数之间用逗号分隔。

函数体: 函数体中的代码块是函数的执行语句，可以包含多行代码。

返回值: 不一定需要返回值，若需要则可以使用return语句。

函数的定义示例如下：


def add(x, y):
    result = x + y
    return result

在上面的示例中，我们定义了一个名为add的函数，它有两个参数x和y，函数体中的代码实现了两个参数的加法运算，并将结果用return关键字返回。

在Python中，函数作用域是指函数内部可以访问的变量的范围。Python中变量的作用域分为以下几种：

本地作用域: 也称为局部作用域，变量定义在函数内部。

嵌套作用域: 变量定义在函数嵌套层次内。

全局作用域: 变量定义在函数外部。

内置作用域: Python内置的作用域，包含Python语言内置的函数和常量。

注： Python中可以使用global和nonlocal关键字来修改变量的作用域。

在函数内部定义的变量就是本地变量，只能在函数内部访问。当函数执行完毕后，本地变量就会被释放。

下面的示例代码说明了本地变量：


def add(x, y):
    result = x + y  # result是本地变量
    return result
print(add(1, 2))   # 输出3
print(result)      # 报错，result未定义

当函数中包含另一个函数时，内部函数可以访问外部函数的变量。内部函数中定义的变量称为嵌套变量，即嵌套在外部函数的变量作用域中。

下面的示例代码说明了嵌套变量：


def outer():
    x = 1
    
    def inner():
        nonlocal x  # 修改嵌套变量x
        x += 1
        
    inner()
    print(x)  # 输出2
outer()

在上面的示例中，函数outer中定义了变量x，内部又定义了函数inner，函数inner可以访问外部函数outer中定义的变量x，并修改它的值。最终输出2。

全局变量是在函数外申明的变量，可以被所有函数访问，但是不能在函数内部修改全局变量的值，需要使用global关键字。


x = 10
def print_x():
    print(x)
    
def change_x():
    global x  
    x = 20
    
print_x()    # 输出10
change_x()
print_x()    # 输出20

在上面的示例中，我们先定义了全局变量x，并在print_x函数中访问它的值，在change_x函数中使用global关键字修改它的值，最终再次调用print_x函数输出修改后的值。

内置变量包含了Python语言内置的函数和常量，可以在任何地方直接访问到这些内置变量。

下面的示例代码说明了内置变量：


import builtins
print(dir(builtins))

dir(builtins)可以列出所有内置变量，包括abs、int、str、True等。

闭包是指在函数中定义并使用了外部函数作用域中变量的函数，这个被使用的外部变量称为非局部变量。闭包可以返回一个函数或者可以被作为函数的参数直接调用。

下面的示例代码演示了闭包的用法：


def add(x):
    def inner(y):
        return x + y
    return inner
add5 = add(5)
print(add5(3))     # 输出8

在上面的示例中，函数add返回内部函数inner，此函数使用了add中的变量x。我们可以将返回的函数保存在变量中，在下一步调用时再传入函数需要的参数。

本文主要讲解了Python函数作用域以及闭包的相关知识。我们可以根据需要灵活运用这些知识来编写自己的Python程序。