Python基础篇——Day6

变量的作用域

变量起作用的范围称为变量的作用域，不同作用域内同名变量之间互不影响，变量分为：

1. 全局变量
2. 局部变量

全局变量

1. 在函数和类定义之外的变量，作用域为定义的模块，从定义开始的位置直到模块结束
2. 全局变量降低了函数的通用性和可读性，故应尽量避免全局变量在函数定义过程中的使用
3. 全局变量一般作常量使用
4. 函数内要使用全局变量的值，可使用global声明

局部变量

1. 在函数体内（包含形参）声明的变量
2. 局部变量的查询和访问比全局变量快，故可优先考虑使用，尤其是在循环的时候
3. 若局部变量与全局变量同名，则在函数内隐藏全局变量，只使用同名的局部变量

操作示例：

a=3 #全局变量
def test1():
	b=1 #局部变量
	print(b)
>>>print(a)
3
>>>print(b)
NameError: name 'b' is not defined

a=3 #全局变量
def test1():
	b=1 #局部变量
	a=300 # 在函数体中，优先使用与全局变量a同名的局部变量
	print(a)
>>>test1()
300
>>>print(a)
3

a=3 #全局变量
def test1():
	global a # 若想使用全局变量a的值，则需global声明
	a=300
	print(a)
>>>print(a)
300
>>>test1()
300

底层逻辑：
个人理解，在Python执行def命名时，在堆空间中创建了一个函数对象（包含所有相关的函数信息），随后将该对象的地址赋予栈空间中的函数名变量test1，即，test1指向堆空间中对应的函数对象，当用()调用函数时，Python会在栈空间中创建栈帧（Stack Frame），仅在栈帧内部放置局部变量，并执行函数体相关语句，在调用完毕后，栈帧被丢弃，等下一次调用时再次建立新的栈帧，以此往复

参数传递

函数参数传递的本质是从实参到形参的赋值操作，Python中一切皆对象，所有的赋值操作都是“引用的赋值”，所以，参数传递的过程是“引用传递”的过程，而不是“值传递”的过程

传递可变对象的引用

传递参数是可变对象（列表、字典、集合、自定义对象等），实际传递的还是对象的引用。在函数体中不创建新的对象拷贝，而是直接修改所传递的对象

操作示例：

'''
传递可变对象的引用
'''
b=[10,20]
def f2(m):
	print("m:",id(m)) # b和m指向同一个对象
	m.append(30) # 由于m是可变对象，不创建对象拷贝，直接修改这个对象（即列表）

f2(b)
print("b:",id(b)) # id(b)与id(m)的结果一致

传递不可变对象的引用

传递参数是不可变对象（例如字符串，元组，布尔值，数字等），实际传递的还是对象的引用，在传递时，由于不可变对象无法修改，系统会创建一个新的对象

操作示例：

'''
传递不可变对象的引用
'''
a=100
def f1(n):
	print("n:",id(n)) # 传递的是a所指向的对象的地址
	n=n+200 # 由于100是不可变对象，因此会创建新的对象
	print("n:",id(n)) # n指向新的对象，对象值为300

f1(n)
print("a:",id(a))
'''
结果为：
1663816464
46608592
1663816464
'''

参数的几种类型

位置参数

函数调用时，实参默认按位置顺序传递，需要个数和形参匹配，按照位置传递的参数，称为位置参数

操作示例：

'''
位置参数
'''
def f(a,b,c):
	print(a,b,c)
	
>>>f(2,3,4) # 位置匹配
>>>f(2,3) # 报错，位置不匹配

默认值参数

我们可以为某些参数设置默认值，这些参数在传递时就是可选的，称为默认值参数，默认值参数必须位于其它参数后面

操作示例：

'''
默认值参数
'''
def f(a,b,c=10): # c就是默认值参数
	print(a,b,c)

>>>f(8,9)
8 9 10
>>>f(8,9,19)
8 9 19

命名参数

我们也可以按照形参的名称传递参数，称为命名参数，也称关键字参数

操作示例：

'''
命名参数（关键字参数）
'''
def f1(a,b,c):
	print(a,b,c)

>>>f1(7,7,8) # 按位置传递，位置参数
7 7 8
>>>f1(c=9,b=1,a=3) # 按形参的名称传递，命名参数
3 1 9

可变参数

可变参数称为可变数量的参数，分两种情况：

1. *param，将多个参数收集到一个元组对象中
2. **param，将多个参数收集到一个字典对象中

操作示例：

'''
可变参数
'''
def f(a,b,*c):
	print(a,b,c)
>>>f(8,9,29,2)
8 9 (29, 2)

'''
可变参数
'''
def f(a,b,**c):
	print(a,b,c)
>>>f(8,9,i=100,j=200)
8 9 {
     'i': 100, 'j': 200}

强制命名参数

在带星号的可变参数后面增加新的参数，必须是强制命名参数

操作示例：

'''
强制命名参数
'''
def f(*a,b,c):
	print(a,b,c)
>>>f(2,3,4) # 报错，因为a是可变参数，会把实参全部收集为元组，导致b,c没有赋值
>>>f(2,b=3,c=4)
(2,) 3 4

lambda表达式和匿名函数

1. lambda表达式可用来声明匿名函数，lambda表达式是一种简单的，在同一行中定义函数的方式。lambda表达式实际生成的是一个函数对象
2. lambda表达式只允许包含一个表达式，不能包含复杂的语句，该表达式的计算结果就是函数的返回值

基本语法：
lambda arg1,arg2,arg3…: <表达式>
arg是函数的参数，<表达式>相当于函数体，运算结果就是函数的返回值

操作示例：

'''
lambda表达式
'''
f=lambda a,b,c:a+b+c
>>>f(2,3,4)
9

递归

这一块内容在此只做简单阐释，具体内容将在数据结构与算法篇呈现。
递归函数指的是：自己调用自己的函数，在函数体内部直接或间接地自己调用自己。递归需要包含两个部分：

1. 终止条件
   即什么时候结束，一般结束的时候直接返回值而不再自己调用自己
2. 递归步骤
   把第n步的值和n-1步相关联

递归函数会创建大量函数对象，大量消耗内存和运算能力，处理大量数据时应谨慎使用

操作示例：

'''
递归计算阶乘
'''
def factorial(n):
	if n==1:
		return 1
	else:
		return n*factorial(n-1)
>>>factorial(5)
120