Python第九课-递归函数、匿名函数、变量作用域

递归函数

• 函数自己调用自己
  • 往下分解，计算的过程
  • 往上回溯，综合的过程

def func(n):
    print(n)
    if n == 1:
        return 1
    return n*func(n-1)
func(5)
>>>
5
4
3
2
1
120

• 递归必须有结束条件，否则会死掉
• 在python中，递归是有深度的，深度根据机器

斐波那契数列

• 这个数列从第3项开始，每一项都等于前两项之和

def func(n):
    if n == 1 or n == 2:
        return 1
    return func(n-1)+func(n-2)
func(10)

>>>
55

汉诺塔

a = 'A'
b = 'B'
c = 'C'
def hano(a,b,c,n)：
    if n == 1:
        print("{}-->{}".format(a,c))
        return None
    if n == 2:
        print("{}-->{}".format(a,b))
        print("{}-->{}".format(a,c))
        print("{}-->{}".format(b,c))
        return None
    hano(a,c,b,n-1)
    print("{}-->{}".format(a,c))
    hano(b,a,c,n-1)

>>>hano(1)
A-->C
>>>hano(2)
A-->B
A-->C
B-->C
>>>hano(3)
A-->C
A-->B
C-->B
A-->C
B-->A
B-->C
A-->C

匿名函数

• python 使用 lambda 来创建匿名函数
• lambda 只是一个表达式，函数体比 def 简单很多
• lambda的主体是一个表达式，而不是一个代码块。仅仅能在lambda表达式中封装有限的逻辑进去
• lambda 函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数
• 虽然lambda函数看起来只能写一行，却不等同于C或C++的内联函数，后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率

sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
 
# 调用sum函数
print ("相加后的值为 : ", sum( 10, 20 ))
print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))

>>>
相加后的值为 :  30
相加后的值为 :  40

变量作用域

• Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的
• 变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称
• 作用域分类
  • L （Local） 局部作用域
  • E （Enclosing） 闭包函数外的函数中
  • G （Global） 全局作用域
  • B （Built-in） 内置作用域（内置函数所在模块的范围）
• 以 L –> E –> G –>B 的规则查找，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内置中找

g_count = 0  # 全局作用域
def outer():
    o_count = 1  # 闭包函数外的函数中
    def inner():
        i_count = 2  # 局部作用域

• 内置作用域是通过一个名为 builtin 的标准模块来实现的，但是这个变量名自身并没有放入内置作用域内，所以必须导入这个文件才能够使用它。在Python3.0中，可以使用以下的代码来查看到底预定义了哪些变量

>>> import builtins
>>> dir(builtins)

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/elif/else/、try/except、for/while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问

全局变量和局部变量

• 定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域
• 局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中

total = 0 # 这是一个全局变量
def sum( arg1, arg2 ):
    total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
    print ("函数内是局部变量 : ", total)
    return total
 
#调用sum函数
sum( 10, 20 )
print ("函数外是全局变量 : ", total)

>>>
函数内是局部变量 :  30
函数外是全局变量 :  0

global 和 nonlocal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

num = 1
def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num) 
    num = 123
    print(num)
fun1()
print(num)

>>>
1
123
123

• 如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了

def outer():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer()

>>>
100
100