Python--函数高级（上）

1. 函数嵌套

1.1 作用域与函数定义

Python以函数为作用域，内部数据只能被当前作用域或子作用域访问。

NAME = "全局变量"

def outer():
    def inner():
        print(NAME)  # 访问全局变量
    inner()

outer()  # 输出：全局变量

关键点：

• 函数查找变量时遵循 LEGB规则（Local → Enclosing → Global → Built-in）
• 函数定义的位置影响作用域（全局/局部）

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1.2 嵌套函数的作用域问题

示例1：变量查找顺序

def outer():
    name = "外层变量"
    def inner():
        print(name)  # 优先查找外层作用域
    return inner

func = outer()
func()  # 输出：外层变量

示例2：变量动态绑定

def outer():
    funcs = []
    for i in range(3):
        def inner():
            print(i)
        funcs.append(inner)
    return funcs

f1, f2, f3 = outer()
f1()  # 输出2（闭包捕获的是变量i的最终值）

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1.3 应用场景

• 封装功能：将内部函数隐藏在父函数中，避免全局命名冲突。
• 代码复用：拆分复杂功能为多个嵌套函数。

# 生成验证码示例
def create_code():
    import random
    def generate_chars():
        # 生成随机字符
        return random.sample("ABCDEFG", 4)
  
    def add_noise(image):
        # 添加干扰线/点
        pass
  
    code = generate_chars()
    add_noise(code)
    return code

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2. 闭包

2.1 闭包的定义

闭包是由函数及其相关引用环境组合而成的实体，能捕获并保存外部作用域的变量。

def outer(msg):
    def inner():
        print(msg)  # 捕获外部变量msg
    return inner

closure = outer("Hello")
closure()  # 输出：Hello

闭包三要素：

1. 嵌套函数
2. 内部函数引用外部变量
3. 外部函数返回内部函数

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2.2 应用场景

场景1：封装私有数据

def counter():
    count = 0
    def add():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
    return add

c = counter()
print(c(), c(), c())  # 输出：1 2 3

场景2：延迟执行

def download(url):
    def handler():
        # 实际下载逻辑
        print(f"下载完成：{url}")
    return handler

task = download("https://example.com")
task()  # 在需要时执行