函数作用域和递归函数

函数作用域

作用域介绍

1. python中的作用域分4种情况：
   L：local，局部作用域，即函数中定义的变量；
   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；
   G：global，全局变量，就是模块级别定义的变量；
   B：built-in，系统固定模块里面的变量，比如int, bytearray等。
2. 搜索变量的优先级顺序依次:
   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。

x = str(100)  # int built-in
print('hello' + x)

str = 33# str内置函数被破坏，绝对不要这样做
print(str)

g_count = 0  # global
def outer():
    o_count = 1  # enclosing
    def inner():
        i_count = 2  # local
        print(o_count)
    # print(i_count) 找不到
    inner()
outer()

# print(o_count) #找不到

作用域产生

• 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，如下代码：

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

这个是没有问题的，if并没有引入一个新的作用域，x仍处在当前作用域中，后面代码可以使用。

def test():
    x = 2
print(x) # NameError: name 'x2' is not define

def、class、lambda是可以引入新作用域的.

变量的修改

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()

global关键字

• 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，代码如下：

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

nonlocal关键字

• 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

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

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。

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。

例1(阶乘)

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))

• 递归函数的优点:
  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。)