高階函數

在Python中，函數其實也是一種數據類型。

def test():return 'hello world'print(type(test))  # <class 'function'>

函數對應的數據類型是 function，可以把它當做是一種復雜的數據類型。

既然同樣都是一種數據類型，我們就可以把它當做數字或者字符串來處理。

定義一個變量指向函數

在Python中，我們還可以定義一個變量，讓它來指向一個函數，相當于給函數起了一個別名。

def test():return 'hello wrold'fun = test   # 定義了一個變量fun,讓它指向了 test 這個函數
print(fun())   # 使用fun()可以直接調用test這個函數print(id(fun))  # 1819677672040
print(id(test))  # 1819677672040

注意：在定義一個變量表示一個函數時，函數后面不能加括號！加括號表示的是調用這個函數。

def test():return 'hello world'result = test()   # 這種寫法是調用test函數，并把函數的返回值賦值給result變量
print(result())   # 這里會報錯  TypeError: 'str' object is not callablefun = test   # 這種寫法是給test函數起了一個別名，注意，這里的test后面不能加()
fun()        # 可以使用別名調用這個函數

高階函數

既然變量可以指向函數，函數的參數能接收變量，那么一個函數就可以接收另一個函數作為參數，同樣，我們還可以把一個函數當做另一個函數的返回值。這種函數的使用方式我們稱之為高階函數。

函數做為另一個函數的參數

def test(age, action):if age < 18:print('您還沒滿十八歲，請退出')action()   # 把參數action直接當做一個函數來調用def smoke():print('我已經年滿十八歲了，我想抽煙')my_action = smoke  # 定義一個變量my_action，讓它指向smoke函數
test(21, my_action)  # 將my_action傳給test函數作為它的參數test(21, smoke)  # 還可以不再定義一個新的變量，直接傳入函數名

函數作為另一個函數的返回值

def test():print('我是test函數里輸入的內容')def demo():print('我是demo里輸入的內容')return test  # test 函數作為demo函數的返回值result = demo()  # 我是demo里輸入的內容  調用 demo 函數，把demo函數的返回值賦值給 result
print(type(result)) # <class 'function'>  result 的類型是一個函數result() # 我是demo里輸入的內容    我是test函數里輸入的內容   既然result是一個函數，那么就可以直接使用() 調用這個函數demo()()  # 我是demo里輸入的內容    我是test函數里輸入的內容

閉包

函數只是一段可執行代碼，編譯后就“固化”了，每個函數在內存中只有一份實例，得到函數的入口點便可以執行函數了。函數還可以嵌套定義，即在一個函數內部可以定義另一個函數，有了嵌套函數這種結構，便會產生閉包問題。

函數嵌套

在函數里面還可以定義函數，可以嵌套多層，執行需要被調用。

def outer():print('outer----hello')def inner():  # inner這個函數是在outer函數內部定義的print('inner----hello')inner()  # inner函數只在outer函數內部可見outer()
# inner()  這里會報錯，在outer函數外部無法訪問到inner函數

什么是閉包

閉包是由函數及其相關的引用環境組合而成的實體(即：閉包=函數塊+引用環境)。

def outer(n):num = ndef inner():return num+1return innerprint(outer(3)())  # 4
print(outer(5)())  # 5

在這段程序中，函數 inner 是函數 outer 的內嵌函數，并且 inner 函數是outer函數的返回值。我們注意到一個問題：內嵌函數 inner 中引用到外層函數中的局部變量num，Python解釋器會這么處理這個問題呢？先讓我們來看看這段代碼的運行結果，當我們調用分別由不同的參數調用 outer 函數得到的函數時，得到的結果是隔離的(相互不影響)，也就是說每次調用outer函數后都將生成并保存一個新的局部變量num，這里outer函數返回的就是閉包。如果在一個內部函數里，對在外部作用域（但不是在全局作用域）的變量進行引用，那么內部函數就被認為是閉包(closure)。

修改外部變量的值

閉包里默認不能修改外部變量。

def outer(n):num = ndef inner():num = num + 1return numreturn innerprint(outer(1)())

上述代碼運行時會報錯！

UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment

原因分析

在python里，只要看到了賦值語句，就會認為賦值語句的左邊是一個局部變量。num = num + 1 這段代碼里，num 在=的左邊，python解析器會認為我們要修改inner函數里num這個局部變量，而這個變量使用之前是未聲明的，所以會報錯。

解決方案

我們分析過，報錯的原因在于當我們在閉包內修改外部變量時，會被python解析器誤會為內部函數的局部變量。所以，解決方案就在于，我們需要想辦法，讓解析器知道我們不是要修改局部變量，而是要修改外部變量。

解決方法：使用 nonlocal 關鍵字

def outer(n):num = ndef inner():nonlocal num  # 修改前使用nonlocal關鍵字對 num 變量進行說明num = num + 1return numreturn innerprint(outer(2)())

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