Python正式课第六天

一、函数作用域

1. 局部作用域

L：local，局部作用域，即函数中定义的变量；

2. 嵌套作用域

E：enclosing，嵌套的父级函数的局部作用域，即包含此函数的上级函数的局部作用域，但不是全局的；

3. 全局作用域

G：global，全局变量，就是模块级别定义的变量；

4. built-in作用域

B：built-in，系统固定模块里面的变量，比如int, bytearray等。

搜索变量的优先级顺序依次是：作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域，也就是LEGB。
（就近原则）
示例：

x = str(100)
print('hello' + x)

# str = 90 #built-in作用域
# print(str)

g_counter = 33 #全局作用域
o_count = 77
def outer():
    o_count = 0#嵌套作用域
    # g_counter = 334
    def inner():
        i_counter = 5 #局部作用域
        o_count = 90
        # print(i_counter)     # 5
        # print('out' + str(o_count))  # 90
        # print(o_count)


    print('before inner')
    print(o_count)  # 0
    inner()
    print('after inner')
    print(o_count)  # 0


outer()

在Python中，只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如if、try、for等）是不会引入新的作用域的
示例：

if 2>1:
    x = 1
print(x)  # 1

• 变量的修改

示例：

x=6
def f2():
    print(x)
    x=5
f2()
  
# 错误的原因在于print(x)时,解释器会在局部作用域找,会找到x=5(函数已经加载到内存),但x使用在声明前了,所以报错:
# local variable 'x' referenced before assignment.如何证明找到了x=5呢?简单:注释掉x=5,x=6
# 报错为:name 'x' is not defined
#同理
x=6
def f2():
    x+=1 #local variable 'x' referenced before assignment.
f2()

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了:

• 当修改的变量是在全局作用域（global作用域）上的，就要使用global先声明一下
  示例：

count = 10
def outer():
    global count
    print(count)  # 10
    count = 100  # 100
    print(count)
outer()
print(count)  # 100

• global关键字声明的变量必须在全局作用域上，不能嵌套作用域上，当要修改嵌套作用域（enclosing作用域，外层非全局作用域）中的变量怎么办呢，这时就需要nonlocal关键字了
  示例：

def outer():
    count = 10
    def inner():
        nonlocal count
        count = 20
        print(count)  # 20
    inner()
    print(count)  # 20
outer()

• 小结

1. 变量查找顺序：LEGB，作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域；

2. 只有模块、类、及函数才能引入新作用域；

3. 对于一个变量，内部作用域先声明就会覆盖外部变量，不声明直接使用，就会使用外部作用域的变量；

4. 内部作用域要修改外部作用域变量的值时，全局变量要使用global关键字，嵌套作用域变量要使用nonlocal关键字。nonlocal是python3新增的关键字，有了这个 关键字，就能完美的实现闭包了。

二、递归函数

定义：在函数内部，可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。
示例1：阶乘

def factorial(n):
 
    result=n
    for i in range(1,n):
        result*=i
 
    return result
 
print(factorial(4))
 
 
#**********递归*********
def factorial_new(n):
 
    if n==1:
        return 1
    return n*factorial_new(n-1)
 
print(factorial_new(3))

示例2：斐波那契数列

def fibo(n):
 
    before=0
    after=1
    for i in range(n-1):
        ret=before+after
        before=after
        after=ret
 
    return ret
 
print(fibo(3))
 
#**************递归*********************
def fibo_new(n):#n可以为零，数列有［0］
 
    if n <= 1:
        return n
    return(fibo_new(n-1) + fibo_new(n-2))
 
print(fibo_new(3))
#**************改进版*********************
cache = {}
def fibonaqie(n):
    if n <= 1:
        return n

    if (n - 1) not in cache:
        cache[n-1] = fibonaqie(n-1)
    if (n - 2) not in cache:
        cache[n-2] = fibonaqie(n-2)

    return cache[n-1] + cache[n-2]

递归函数的优点: 是定义简单，逻辑清晰。理论上，所有的递归函数都可以写成循环的方式，但循环的逻辑不如递归清晰。

• 递归特性:

1. 必须有一个明确的结束条件
2. 每次进入更深一层递归时，问题规模相比上次递归都应有所减少
3. 递归效率不高，递归层次过多会导致栈溢出(在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返 回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出。)

三、将函数存储在模块中

可以理解为一个模块就是一个Py文件

导入方法：

1. import 模块名
2. import 模块名 as 别名
3. from 模块名 import 函数名,函数名。。。(也可以给函数起别名)
   from 模块名 import * # *代表所有
4. ALT+ENTER 快捷导入模块

if __name__ == '__main__':
    被当做模块导入时，这行代码之下的代码不会运行（只在本模块执行）
print(__name__)打印的就是模块的名字，在本模块下是__main__

四、函数文档字符串

函数文档字符串documentation string （docstring）是在函数开头，用来解释其接口的字符串。简而言之：帮助文档

• print(help(函数名)) # 打印函数的注释
• print(函数名.doc) # 打印函数的注释
  示例：

def test(msg):
   """
        函数名：test
        功能：测试
        参数：无
        返回值：无
   """
    print("函数输出成功"+msg)

test('hello')
print( help(test))
print(test.__doc__)

五、变量引用

引用式变量 想象成便签

byte与bit区别：

• 字节 byte
• 位 bit，来自英文bit，音译为“比特”，表示二进制位。
• 1中文字 = 2字节(1word = 2byte)
• 1字节 = 8位(1byte = 8bit)

示例

示例(数字）：

a = 1
b = a
print(b)  # 1
a = 2
print(b)  # 1

示例（列表）：

a = [1,2]
b = a
print(b)  # [1, 2]
a = a.append(3)
print(b)  # [1, 2, 3]

示例（字典）：

>>> charles = {'name': 'Charles L. Dodgson', 'born': 1832}
>>> lewis = charles  
>>> lewis is charles
True
>>> id(charles), id(lewis) 
(4300473992, 4300473992)
>>> lewis['balance'] = 950  
>>> charles
{'name': 'Charles L. Dodgson', 'balance': 950, 'born': 1832}
>>> alex = {'name': 'Charles L. Dodgson', 'born': 1832, 'balance': 950}  
>>> alex == charles  
True
>>> alex is not charles  
True

==和is

• == 判断两个变量内容是否相等
• is 判断两个变量是否是同一个

可变和不可变类型（重要）

• 不可变类型，内存中的数据不允许被修改

1. 数字类型 int, bool, float, complex, long(2.x)
2. 字符串 str
3. 元组 tuple

• 可变类型，内存中的数据可以被修改（引用时就地修改）

1. 列表 list
2. 字典 dict
3. 自定义类型（class定义的类型，后面讲到）,集合

六、练习：水仙花数

flowers = []
def flower():
    # 569 // 10

    for i in range(100,1000):
        baiwei = i // 100
        gewei = i % 10
        shiwei = (i // 10) % 10

        if gewei*gewei*gewei + shiwei*shiwei*shiwei + baiwei*baiwei*baiwei == i:
            flowers.append(i)

flower()
print(flowers)