小白教程：Python 函数的高级用法

小白教程

简述
在 Python 中，函数是一个一等公民（first-class citizen）。这意味着，函数与任何其他对象（例如：整数、字符串、列表）一致，既可以动态地创建或销毁，也可以传递给其他函数，或作为值进行返回。

将函数绑定到不同的名称
Python 中的一切皆对象，我们定义的名称仅仅是与这些对象绑定的标识符。函数也不例外，它们也是对象，同样可以被绑定到不同的名称。

1. >>> def greet(msg):
   
2. ...     print(msg)
   
3. ...
   
4. >>> greet  # 输出 greet 的内存地址
   
5. <function greet at 0x7f38327abae8>
   
6. >>>
   
7. >>> f = greet  # 将 greet 的内存地址当做值赋值给变量 f
   
8. >>> f  # 输出 f，其实就是输出 greet 的内存地址
   
9. <function greet at 0x7f38327abae8>
   
10. >>>
    
11. >>> f('Hello')  # 等同于 greet('Hello')
    
12. Hello
    

复制代码

可以看出，greet 和 f 指的是同一个函数对象。

注意： 函数名在不带小括号（()）时，表示的是函数的内存地址。

将函数作为参数
在 Python 中，将其他函数作为参数的函数称为高阶函数。如果使用过 map()、filter() 和 reduce() 之类的函数，那么肯定知道这一点。

下面，我们定义三个函数：add() - 求和，subtract() - 求差，operate() - 作为高阶函数。

1. >>> def add(x, y):  # 求和
   
2. ...     return x + y
   
3. ...
   
4. >>>
   
5. >>> def subtract(x, y):  # 求差
   
6. ...     return x - y
   
7. ...
   
8. >>>
   
9. >>> def operate(func, x, y):  # 高阶函数 - 将函数作为参数
   
10. ...     result = func(x, y)
    
11. ...     return result
    
12. ...
    
13. >>>
    

复制代码

函数调用很简单：

1. >>> operate(add, 5, 3)
   
2. 8
   
3. >>>
   
4. >>> operate(subtract, 5, 3)
   
5. 2

复制代码

这样，就可以将函数对象 add 和 subtract 当做 operate() 的参数进行传递了，使用起来非常方便。

将函数作为返回值
函数是一个对象，所以可以作为某个函数的返回值。

这里涉及到一个概念 - Python 嵌套函数

来看一个简单的求和函数，对数字 1- n 相加：

1. >>> def outer():  # 封闭函数
   
2. ...     def inner(n):  # 嵌套函数
   
3. ...         sum = 0
   
4. ...         for i in range(1, n):
   
5. ...             sum += i
   
6. ...         return sum
   
7. ...     return inner  # 返回一个函数对象
   
8. ...
   
9. >>>
   

复制代码

当每次调用封闭函数时，都会创建一个嵌套函数的新实例：

1. >>> f = outer()
   
2. >>> f
   
3. <function outer.<locals>.inner at 0x7f38327ab9d8>
   
4. >>>
   
5. >>> f2 = outer()
   
6. >>> f2
   
7. <function outer.<locals>.inner at 0x7f38327ab950>
   

复制代码

显然，f 和 f2 不同，这是因为 inner() 是在执行 outer() 期间被定义的，所以第二次的创建对第一次没有影响。

当调用 f(n) 时，才会真正地计算求和结果：

1. >>> f(5)
   
2. 10
   
3. >>>
   
4. >>> f2(10)
   
5. 45

复制代码