（十七）函式的返回值與巢狀函式

1：什麼是返回值

    返回值指的是函式返回的結果
    # 示例1
    def add(x, y): 
        print(x, y)
        return x + y   # 返回值， return以後的語句將不會再執行
        print(x)
        print(y)
    add(1,2)
    # 示例2
    def add(x, y):
        print(x, y)
        return x + y   # 函式體內，碰到return語句，函式執行完畢，之後的語句將不會再執行
        
 
return x - y   # 不會再次執行
    add(1,2)

2：函式的隱式返回和顯示返回

    Python函式都有返回值，如果函式體內沒有return語句，那麼預設返回None，稱為隱式返回
    如果有return語句，直接返回，稱為顯示返回

3：函式多值返回

    函式可以返回多個值
    def get_data(x,y,z):
        return x + 1, y + 1, z + 1
    print(get_data(1,2,3))  # 得到的是一個元組
    def get_data(x,y,z):
        return
 
 [x + 1, y + 1, z + 1]
    print(get_data(1,2,3))  # 得到的是一個列表

4：什麼是巢狀函式

    def outer_function():
        # 內部函式
        def inner_function():
            print("inner_function")
        print("outer_function")
        # 內部呼叫
        inner_function()
    outer_function()
    注意：inner_function函式只能在outer_function函式內部呼叫，無法再outer_function函式外部被呼叫
 

5：函式作用域

    什麼是作用域：作用域指的是，一個識別符號的作用範圍就是這個識別符號的作用域
    # 示例1: z變數只能在函式內部被訪問無法在函式外部被訪問，z變數的作用域就是add函式內部
    def add(x, y):
        z = 100
        print(x, y , z)
    add(1,2)
    print(z)
    # 示例2：z可以在add函式外部被訪問到，
    z = 100
    def add(x, y):
        print(x, y , z)
    add(1,2)
    print(z)
    小結：
    全域性作用域：整個執行環境中都可見，也就是整個模組內可見
    區域性作用域：函式或類中可見，函式體或類就是作用域

6：函式的閉包

    # 對比下列中的函式
    # 示例1
    x=5
    def add():
        y = x + 1
    add()
    # 示例2
    x=5
    def add():
        x = x + 1  # 報錯：local variable 'x' referenced before assignment
    add()
    報錯原因分析：
        在示例1中，函式內部引用的x為函式外部的x, 因此x的值為5
        在示例2中，函式內部重新定義了x的值，那麼整個函式內部都會使用這個內部x，因此在運算x + 1的時候，x還沒有完成定義就被引用了，這裡的x引用的一定是內部正在定義的x，不是函式外部的x=5
    # 示例3：
    x=5
    def add():
        print(x) # 這裡的x引用的是x = 1的x，但是執行print(x)時，x還沒有被定義，所以報錯：local variable 'x' referenced before assignment
        x =  1
    add()
    # 4 閉包: 內部函式引用了外部函式的變數，這就是閉包的定義
    def outer_function():
        x = 100
        def inner_function():
            print(x)        # 內部函式引用了外部函式的自由變數
        return inner_function
    ret = outer_function()
    ret()

7：nonlocal關鍵字、global關鍵字

    # 1：global關鍵字
    x=5
    def add():
        global x  # 使用global關鍵字，指定x的引用全域性的x變數
        x = x + 1
    add()
    # global關鍵字對全域性變數的汙染，因此需要慎用
    x = 100
    def foo():
        global x  # x被聲明瞭全域性變數
        x = 10
        x += 1
        print(x)  # x的值為11
    foo()
    print(x)      # x的值為11， 因此global關鍵字汙染了全域性變數x
    # 2：nonlocal關鍵字
    def outer_function():
        x = 100
        def inner_function():
            x = x + 1       # 這樣會報錯
            print(x)
        return inner_function
    ret = outer_function()
    ret()
    # 修改上面的程式碼，使用nonlocal關鍵字
    def outer_function():
        x = 100
        def inner_function():
            nonlocal x
            x = x + 1       # 這樣會報錯
            print(x)
        return inner_function
    ret = outer_function()
    ret()
    注意：nonlocal關鍵字的意義在於：內部函式的變數引用的外部函式變數的值，不是全域性作用域的值，因此不會汙染全域性作用域

8：函式預設值的作用域

    # 示例， 函式的預設值繫結在函式物件的整個生命週期，不會因為函式內部對預設值操作而發生改變
    def add(lst = []):
        lst.append('hello')
        print(lst)
    add() # 輸出：['hello']
    print('id={}'.format(id(add)))   # 函式物件的id值不變，呼叫的是同一個函式
    add() # 輸出['hello', 'hello']
    print('id={}'.format(id(add)))   # 函式物件的id值不變，呼叫的是同一個函式
    # 檢視函式的位置引數的預設值
    print(add.__defaults__)
    # 檢視函式的關鍵字引數的預設值
    print(add.__kwdefaults__)
    # 可以使用兩種方法解決函式預設值帶來的弊端：
    # 1：淺拷貝
    def add(lst = []):
        lst = lst[:]
        lst.append('hello')
        print(lst)
    add() # 輸出：['hello']
    add() # 輸出：['hello']
    # 2：引數值判斷
    def add(lst=None):
        if lst is None:
            lst = []
        lst.append(1)
        print(lst)
    add()
    print(add.__defaults__)
    add()
    print(add.__defaults__)
    add([1,2,3])
    print(add.__defaults__)
    add([4,5,6])
    print(add.__defaults__)

9：函式銷燬

    1：函式執行結束時銷燬
    2：del 刪除函式物件
    3：重新命名覆蓋函式物件
    def add():
        print('add')
    del add
    add()

1.什麼是返回值

• 返回值指的是函式返回的結果；

• return執行完畢後面的語句將不會再執行；

• 如果一個函式裡面有兩個return，前面return執行完畢，後面的return也不會執行；

2.函式的隱式返回和顯示返回

• Python函式都有返回值，如果有return語句，是顯式返回；

• 如果沒有return語句，預設返回None，是隱式返回；

3.函式多值返回

• 如果返回多個值通過逗號分開，會把值進行壓縮，封裝成一個元組；

• 如果返回一個列表，得到的就是一個列表；

4.什麼是巢狀函式

• 巢狀函式的內部函式只能在包含它的函式的直接父級呼叫，也就是隻能在包含它的外部函式中呼叫；

• 巢狀函式層數不宜過深，一般3層以內即可，太深不夠直觀，容易造成程式碼混亂；

5.函式作用域

• 作用域指的是，一個識別符號的作用範圍就是這個識別符號的作用域；

• 在函式裡面定義的變數（即區域性作用域）只能在函式體內部被訪問，函式外部不能訪問；

• 在函式外部定義的變數（即全域性作用域）能在函式體外部被訪問，也能在函式體內部被訪問；

6.函式的閉包

• 閉包：內部函式引用了外部函式的變數，這就是閉包的定義；

• 如果函式體想訪問變數，只能在變數定義之後才能訪問；

• 如果要訪問函式體內部的函式，可以先把內部函式的函式名作為外部函式的返回值，把外部函式的引用賦值給變數，再呼叫變數；

7.關鍵字

• global關鍵字：可以指定變數為全域性變數，但是global關鍵字會汙染全域性變數，也就是會覆蓋之前全域性變數的值，所以最好慎用；

• nonlocal關鍵字：可以申明內部函式的變數引用的是外部函式變數的值（作用域在外部函式），不是全域性作用域的值，因此不會汙染全域性作用域；

8.函式預設值的作用域

• 同一個函式的生命週期相同，函式的預設值會繫結在函式的整個生命週期上，不會因為函式內部對預設值的操作而發生改變；

• 可以使用淺拷貝copy（簡寫[:]）來清空預設值，那每次呼叫函式，預設值都為初始值；

• 也可以通過引數值判斷來給預設值重新賦值，那每次呼叫函式，預設值都為初始值；

9.函式銷燬

• 可以通過 del 函式名 的方式來刪除函式，再呼叫函式時，就會報錯不存在；

課後補充：

問題：閉包的具體使用？

答：閉包的理解就是在函式a裡面再巢狀一個函式b等，那麼函式b裡面都可以引用函式a的變數，然後函式a返回值是函式b，這樣就形成了閉包，這樣就相當於說，這個函式b就是一個封閉的函式，只能在a函式中使用。

閉包的具體使用最好的例子就是後面的裝飾器（21節：https://www.9xkd.com/user/plan-view.html?id=1603899338）

問題：巢狀函式的作用？

巢狀函式很方便，比如：一個函式裡面有很多相同程式碼，但是其他地方不需要用，這個時候不需要定義公用函式，可以直接在這個地方定義一個內部函式，方便僅在當前這個函式裡面公用；

子函式裡面可以直接引用上層函式的變數，也可以直接引用全域性變數；

巢狀還有一個好處就是，在各個函式裡面定義的變數，另外的函式互相不會影響（巢狀一般也不要巢狀很多層，最好不超過3層）；

問題：關於global關鍵字具體怎麼使用呢？

答：global關鍵字的作用就是把區域性變數修改為全域性變數，它會覆蓋原有的全域性變數，所以我們要慎用global，能不用就不用，避免造成全域性汙染； 如下舉個例子講解一下，如下圖所示：

fun2中變數c現在是區域性變數，我們如果通過global宣告c之後，就全域性都可以呼叫c了，也就相當於c變成了全域性變數；

fun3中，如果一個函式已經聲明瞭一個區域性變數c，並且賦值了999。然後在這個函式裡面，再使用global 宣告一個全域性變數c，那麼後面的子級函式和外部引用c都是引用的全域性變數c的值；

但是如果我們在同級函式中引用c的話,引用的依舊是區域性變數c的值。

是不是感覺有點亂，所以，我們為了避免混亂，建議不要聲明瞭區域性變數後，又吧它改為全域性變數的形式。也就是說在同一級中，不要聲明瞭區域性變數c後，然後又宣告全域性變數c，如下，這樣是錯的：

問題：nonlocal關鍵字的具體使用？

答：如下圖所示：nonlocal關鍵字用來標識變數所在的名稱空間，用在巢狀函式中，表示外層；

在外層的變數a為全域性變數，不屬於巢狀函式，所以，用不能在函式外面使用nonlocal a，這樣會報錯（總之nonlocal不能引用全域性變數）；

在fun1中b屬於巢狀函式中的外層函式的變數，所以，在fun2中使用nonlocal修改b是沒有問題的；

nonlocal是可以隔層的，不一定需要是直接的父層，例如：我在fun1中定義的b，在fun3中的nonlocal也可以宣告修改b，當然fun2中也可以修改，並且如果是在fun3中修改b，那使用時就會以fun2中的b的執行結果為初始值（也就是初始值不在是fun1中b的值了）；

nonlocal的作用就是在巢狀函式中使用，對上級函式的變數進行申明修改；