函数也是对象,内存底层分析

  • Python 中,“一切都是对象”。实际上,执行def 定义函数后,系统就创建了相应的函数对象。
def print_star(n):
	print("*"*n)

print(print_star)
print(id(print_star))

c = print_star
c(3)

变量的作用域(全局变量和局部变量)

全局变量:

  1. 在函数和类定义之外声明的变量。作用域为定义的模块,从定义位置开始直到模块
    结束。
  2. 全局变量降低了函数的通用性和可读性。应尽量避免全局变量的使用。
  3. 全局变量一般做常量使用。
  4. 函数内要改变全局变量的值,使用global 声明一下

局部变量:

  1. 在函数体中(包含形式参数)声明的变量。
  2. 局部变量的引用比全局变量快,优先考虑使用。
  3. 如果局部变量和全局变量同名,则在函数内隐藏全局变量,只使用同名的局部变量
#全局变量的作用域测试
a = 100 #全局变量
def f1():
	global a #如果要在函数内改变全局变量的值,增加global 关键字声明
	print(a) #打印全局变量a 的值
	a = 300
f1()
print(a)
#全局变量和局部变量同名测试
a=100
def f1():
	a = 3 #同名的局部变量
	print(a)

f1()
print(a) #a 仍然是100,没有变化

局部变量和全局变量效率测试

  • 局部变量的查询和访问速度比全局变量快,优先考虑使用,尤其是在循环的时候。在特别强调效率的地方或者循环次数较多的地方,可以通过将全局变量转为局部变量提高运行速度。
#测试局部变量、全局变量的效率
import math
import time

def test01():
	start = time.time()
	for i in range(10000000):
		math.sqrt(30)
	end = time.time()
	print("耗时{0}".format((end-start)))

def test02():
	b = math.sqrt
	start = time.time()
	for i in range(10000000):
		b(30)
	end = time.time()
	print("耗时{0}".format((end-start)))

test01()
test02()

参数的传递

  • 函数的参数传递本质上就是: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,Python 中参数的传递都是“引用传递”,不是“值传递”。具体操作时分为两类:
  1. 对“可变对象”进行“写操作”,直接作用于原对象本身。
  2. 对“不可变对象”进行“写操作”,会产生一个新的“对象空间”,并用新的值填充这块空间。(起到其他语言的“值传递”效果,但不是“值传递”)

传递可变对象的引用

  • 传递参数是可变对象(例如:列表、字典、自定义的其他可变对象等),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,而是可以直接修改所传递的对象。
b = [10,20]
def f2(m):
	print("m:",id(m)) #b 和m 是同一个对象
	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

f2(b)
print("b:",id(b))
print(b)

传递不可变对象的引用

  • 传递参数是不可变对象(例如:int、float、字符串、元组、布尔值),实际传递的还是对象的引用。在”赋值操作”时,由于不可变对象无法修改,系统会新创建一个对象。
a = 100
def f1(n):
	print("n:",id(n)) #传递进来的是a 对象的地址
	n = n+200 #由于a 是不可变对象,因此创建新的对象n
	print("n:",id(n)) #n 已经变成了新的对象
	print(n)
f1(a)
print("a:",id(a))

浅拷贝和深拷贝

  • 为了更深入的了解参数传递的底层原理,我们需要讲解一下“浅拷贝和深拷贝”。我们可以使用内置函数:copy(浅拷贝)、deepcopy(深拷贝)。
#测试浅拷贝和深拷贝
import copy
def testCopy():
	'''测试浅拷贝'''
	a = [10, 20, [5, 6]]
	b = copy.copy(a)

	print("a", a)
	print("b", b)
	b.append(30)
	b[2].append(7)
	print("浅拷贝......")
	print("a", a)
	print("b", b)

def testDeepCopy():
	'''测试深拷贝'''
	a = [10, 20, [5, 6]]
	b = copy.deepcopy(a)
	
	print("a", a)
	print("b", b)
	b.append(30)
	b[2].append(7)
	print("深拷贝......")
	print("a", a)
	print("b", b)

testCopy()
print("*************")
testDeepCopy()

传递不可变对象包含的子对象是可变的情况

#传递不可变对象时。不可变对象里面包含的子对象是可变的。则方法内修改了这个可变对象,源对象也发生了变化。
a = (10,20,[5,6])
print("a:",id(a))

def test01(m):
	print("m:",id(m))
	m[2][0] = 888
	print(m)
	print("m:",id(m))

test01(a)
print(a)

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。按位置传递的参数,称为:“位置参数”。
def f1(a,b,c):
	print(a,b,c)

f1(2,3,4)
f1(2,3) #报错,位置参数不匹配
  • 默认值参数
    我们可以为某些参数设置默认值,这样这些参数在传递时就是可选的。称为“默认值参数”。默认值参数放到位置参数后面。
def f1(a,b,c=10,d=20): #默认值参数必须位于普通位置参数后面
	print(a,b,c,d)

f1(8,9)
f1(8,9,19)
f1(8,9,19,29)
  • 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”。
def f1(a,b,c):
	print(a,b,c)

f1(8,9,19) #位置参数
f1(c=10,a=20,b=30) #命名参数
  • 可变参数
    可变参数指的是“可变数量的参数”。分两种情况:
  1. *param(一个星号),将多个参数收集到一个“元组”对象中。
  2. **param(两个星号),将多个参数收集到一个“字典”对象中。
def f1(a,b,*c):
	print(a,b,c)

f1(8,9,19,20)

def f2(a,b,**c):
	print(a,b,c)
f2(8,9,name='gaoqi',age=18)

def f3(a,b,*c,**d):
	print(a,b,c,d)
f3(8,9,20,30,name='gaoqi',age=18)
  • 强制命名参数
    在带星号的“可变参数”后面增加新的参数,必须在调用的时候“强制命名参数”。
def f1(*a,b,c):
	print(a,b,c)

#f1(2,3,4) #会报错。由于a 是可变参数,将2,3,4 全部收集。造成b 和c 没有赋值。
f1(2,b=3,c=4)

lambda 表达式和匿名函数

  • lambda 表达式可以用来声明匿名函数。lambda 函数是一种简单的、在同一行中定义函数的方法。lambda 函数实际生成了一个函数对象。
f = lambda a,b,c:a+b+c
print(f)
print(f(2,3,4))

g = [lambda a:a*2,lambda b:b*3,lambda c:c*4]
print(g[0](6),g[1](7),g[2](8))

eval()函数

  • 功能:将字符串str 当成有效的表达式来求值并返回计算结果。
  • 语法: eval(source[, globals[, locals]]) -> val
#测试eval()函数
s = "print('abcde')"
eval(s)

a = 10
b = 20
c = eval("a+b")
lambda 表达式的基本语法如下:
print(c)

dict1 = dict(a=100,b=200)
d = eval("a+b",dict1)
print(d)

递归函数

  • 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的自己调用自己。递归类似于大家中学数学学习过的“数学归纳法”。每个递归函数必须包含两个部分:
  1. 终止条件
    表示递归什么时候结束。一般用于返回值,不再调用自己。
  2. 递归步骤
    把第n 步的值和第n-1 步相关联。
def factorial(n):
	if n==1:return 1
	return n*factorial(n-1)

for i in range(1,6):
	print(i,'!=',factorial(i))