深入解析python返回函数和匿名函数

目录

• 一、返回函数
• 1、闭包
• 2、nonlocal
• 二、匿名函数——lambda

此文章继续上篇高阶函数，地址：python函数式编程以及高阶函数

一、返回函数

高阶函数的特性，除了可以接受函数作为参数之外，高阶函数还可以返回函数下面来看几个案例：

1、定义一个求和的函数，可以这样写
# -*- coding: utf-8 -*-
def test_1(*args):
    i = 0
    for n in args:
        i = i + n
    return i

print(test_1(10,20,30))

#输出
60

但是如果不需要立即求和，而是需要在后面的代码中再进行计算改怎么办，当出现这种情况时，就可以不返回求和的结果，而是返回求和的参数，修改后可以这样写：
# -*- coding: utf-8 -*-
def test_1(*args):
    def test_sum():
        i = 0
        for n in args:
            i = i + n
        return i
    return test_sum

f = test_1(10,20,30)
print(f)
print(f())

#输出
<function test_1.<locals>.test_sum at 0x0000020483CAE7A0>
60

可以看出，当把函数的结果赋值给f时，直接输出f，返回的是函数，只有在调用 f( ) 时，才会返回结果

看过上面的案例，还可以发现一件事，就是函数内部定义函数是可以直接调用最外层函数的参数的，而在函数内部定义的函数，这种函数又叫内部函数，最外层的函数叫外部函数

1、闭包

内部函数可以引用外部函数的参数和局部变量，当外部函数返回内部函数时，相关的参数和变量都保存在返回的内部函数中，这种程序结构又称为“闭包（Closure）”上面的内部函数test_sum就引用了局部函数args

需要注意的是每次调用外部函数test_1()时，每次调用都会生成一个新的函数，即便传入相同的参数：

# -*- coding: utf-8 -*-
def test_1(*args):
    def test_sum():
        i = 0
        for n in args:
            i = i + n
        return i
    return test_sum

f1 = test_1(10,20,30)
f2 = test_1(10,20,30)
print(f1)
print(f1())
print(f2)
print(f2())
if f1 == f2 :
    print("yes")
else:
    print("error")

#输出
<function test_1.<locals>.test_sum at 0x000001F27E2AE7A0>
60
<function test_1.<locals>.test_sum at 0x000001F27E2AE8C0>
60
error

可以看到，就算参数相同、返回的值相同，但是每次调用函数返回的函数是不一样的

还需要注意的是，如果只是把返回的函数赋值给变量，那么这个函数是不会执行的，直到调用函数才会执行：

# -*- coding: utf-8 -*-
def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f():
             return i*i
        fs.append(f)
    return fs

f1, f2, f3 = count()
print(f1())
print(f2())
print(f3())

#输出：
9
9
9

可以发现，连续把count函数赋值了三次变量后，引用变量时，返回的值全部都是9，这是因为返回函数 f( ) 中调用了局部变量i，而i是for循环引用的函数，在赋值 count( ) 函数到变量时，因为并没有直接调用函数，所以内部函数 f( ) 其实是没有执行的，只是进行了循环，而赋值三次后，变量i已经循环到了3，这时候调用了函数，内部函数 f( ) 在这个时候执行了，所以三次的结果都是9

注意：在使用闭包特性时要记住，返回函数（内部函数）不要引用任何循环变量或后续会发送变化的变量，如果一定要使用循环变量怎么办，可以再创建一个函数例如：

# -*- coding: utf-8 -*-
def count():
    def f(j):
        def g():
            return j * j
        return g
    fs = []
    for i in range(1,4):
        fs.append(f(i))
    return fs

f1,f2,f3 = count()
print(f1())
print(f2())
print(f3())

#输出：
1
4
9

这样写，在函数中就调用了函数

2、nonlocal

使用闭包，即内部函数调用了外部函数的局部变量，如果只是读取外层函数变量的值，可以看到返回的闭包函数调用一切正常：

# -*- coding: utf-8 -*-
def inc():
    x = 0
    def fn():
        # 可以看到这里只是读取了x的值:
        return x + 1
    return fn

f = inc()
print(f())
print(f()) 

#输出
1
1

但是如果要在内部函数去修改外部函数变量的值时，会发生报错

# -*- coding: utf-8 -*-
def inc():
    x = 0
    def fn():
        # 这里在内部函数修改了外部函数变量的值
        return x = x + 1
    return fn

f = inc()
print(f())
print(f()) 

#输出，这里直接就报错了
  File "c:\Users\RZY\Desktop\work\py\test.py", line 5
    return x = x + 1
             ^
SyntaxError: invalid syntax

上面的原因是因为x作为局部变量是没有初始化的，所以直接修改x变量是不行的，但是可以使用nonlocal声明把x变量初始化，从而可以正常调用函数

# -*- coding: utf-8 -*-
def inc():
    x = 0
    def fn():
        # 先声明x变量不是fn函数的局部变量
        nonlocal x
        x = x + 1
        return x
    return fn

f = inc()
print(f())
print(f()) 

#输出
1
2

注意：使用闭包时，对外层变量赋值前，需要先使用nonlocal声明该变量不是当前函数的局部变量，从而时函数正常调用

引用一个示例：

- 利用闭包返回一个计数器函数，每次调用它返回递增整数
# -*- coding: utf-8 -*-
def createCounter():
    x = 0
    def counter():
        nonlocal x
        x = x + 1
        return x
    return counter

# 测试:
counterA = createCounter()
print(counterA(), counterA(), counterA(), counterA(), counterA()) # 1 2 3 4 5
counterB = createCounter()
if [counterB(), counterB(), counterB(), counterB()] == [1, 2, 3, 4]:
    print('测试通过!')
else:
    print('测试失败!')

#输出
1 2 3 4 5
测试通过!

#解析
其实和上面类似，利用nonlocal声明之后可以使内部函数修改外部函数的变量，然后返回一个函数，从而实现每次调用递增

二、匿名函数——lambda

• 有些时候在传入函数时，并不需要显式的定义函数，直接传入匿名函数更方便
• 而python中，对匿名函数提供了支持，以map()为例，在计算f(x)=x*x时，除了可以定义一个函数f之外，还可以直接传入匿名函数：

#使用匿名函数：
>>> list(map(lambda x:x * x,[1,2,3,4,5,6]))
[1, 4, 9, 16, 25, 36]

#定义函数：
>>> def f(x):
...     return x * x
...
>>> list(map(f,[1,2,3,4,5,6]))
[1, 4, 9, 16, 25, 36]

#虽然两种方法都可以达到效果，但是可以看出匿名函数比较简洁

从上面的例子可以看出，lambda关键字就表示匿名函数，而：前面的x就表示函数的参数匿名函数有一个限制，就是只能有一个表达式，不需要写return返回，返回的值为表达式的结果。因为匿名函数不需要定义函数名称，所以也不用担心函数名会冲突，并且匿名函数也是一个函数对象，也就是说匿名函数也可以赋值给一个变量，通过变量来调用函数，其实这个特性在之前的案例中也使用到了：

>>> f = lambda  x : x*x
>>> f
<function <lambda> at 0x0000020CE841E7A0>
>>> f(22)
484

#匿名函数也可以作为函数的返回值
>>> def f(x,y):
...     return lambda: x * y
...
>>> a = f(5,6)
>>> a()
30

引用一个案例

- 利用匿名函数改造下面代码，使之更为简洁
# -*- coding: utf-8 -*-
def is_odd(n):
    return n % 2 == 1

L = list(filter(is_odd, range(1, 20)))

print(L)
#输出：
[1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19]

- 改造成匿名函数后：
# -*- coding: utf-8 -*-
L = list(filter(lambda x:x % 2 ==1, range(1, 20)))

print(L)
#输出：
[1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19]

提示：Python对匿名函数的支持有限，只有一些简单的情况下可以使用匿名函数。

到此这篇关于python返回函数和匿名函数的文章就介绍到这了,更多相关python返回函数和匿名函数内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！