python入门开发笔记之函数进阶

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原创最新推荐文章于 2026-07-24 10:04:28 发布 2.3k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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本节重点：

使学生掌握函数名称空间、闭包、装饰器知识
本节时长需控制在分钟内

名称空间

又名name space, 顾名思义就是存放名字的地方，存什么名字呢？举例说明，若变量x=1，1存放于内存中，那名字x存放在哪里呢？名称空间正是存放名字x与1绑定关系的地方

名称空间共3种，分别如下

locals: 是函数内的名称空间，包括局部变量和形参
globals: 全局变量，函数定义所在模块的名字空间
builtins: 内置模块的名字空间
不同变量的作用域不同就是由这个变量所在的命名空间决定的。

作用域即范围

全局范围：全局存活，全局有效
局部范围：临时存活，局部有效
查看作用域方法 globals(),locals()

作用域查找顺序

level = 'L0'
n = 22


def func():
    level = 'L1'
    n = 33
    print(locals())

    def outer():
        n = 44
        level = 'L2'
        print(locals(),n)

        def inner():
            level = 'L3'
            print(locals(),n) #此外打印的n是多少？
        inner()
    outer()


func()

问题：在inner()里的打印的n的值是多少？

LEGB 代表名字查找顺序: locals -> enclosing function -> globals -> builtins

locals 是函数内的名字空间，包括局部变量和形参
enclosing 外部嵌套函数的名字空间
globals 全局变量，函数定义所在模块的名字空间
builtins 内置模块的名字空间

闭包

关于闭包，即函数定义和函数表达式位于另一个函数的函数体内(嵌套函数)。而且，这些内部函数可以访问它们所在的外部函数中声明的所有局部变量、参数。当其中一个这样的内部函数在包含它们的外部函数之外被调用时，就会形成闭包。也就是说，内部函数会在外部函数返回后被执行。而当这个内部函数执行时，它仍然必需访问其外部函数的局部变量、参数以及其他内部函数。这些局部变量、参数和函数声明（最初时）的值是外部函数返回时的值，但也会受到内部函数的影响。

def outer():
    name = 'alex'

    def inner():
        print("在inner里打印外层函数的变量",name)

    return inner


f = outer() 

f()

闭包的意义：返回的函数对象，不仅仅是一个函数对象，在该函数外还包裹了一层作用域，这使得，该函数无论在何处调用，优先使用自己外层包裹的作用域

装饰器

你是一家视频网站的后端开发工程师，你们网站有以下几个版块。

def home():
    print("---首页----")

def america():
    print("----欧美专区----")

def japan():
    print("----日韩专区----")

def henan():
    print("----河南专区----")

视频刚上线初期，为了吸引用户，你们采取了免费政策，所有视频免费观看，迅速吸引了一大批用户，免费一段时间后，每天巨大的带宽费用公司承受不了了，所以准备对比较受欢迎的几个版块收费，其中包括“欧美” 和 “河南”专区，你拿到这个需求后，想了想，想收费得先让其进行用户认证，认证通过后，再判定这个用户是否是VIP付费会员就可以了，是VIP就让看，不是VIP就不让看就行了呗。你觉得这个需求很是简单，因为要对多个版块进行认证，那应该把认证功能提取出来单独写个模块，然后每个版块里调用就可以了，与是你轻轻的就实现了下面的功能。

#_*_coding:utf-8_*_

user_status = False #用户登录了就把这个改成True

def login():
    _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
    _password = "abc!23" #假装这是DB里存的用户信息
    global user_status
    if user_status == False:
        username = input("user:")
        password = input("pasword:")
        if username == _username and password == _password:
            print("welcome login....")
            user_status = True
        else:
            print("wrong username or password!")
    else:
        print("用户已登录，验证通过...")

def home():
    print("---首页----")

def america():
    login() #执行前加上验证
    print("----欧美专区----")

def japan():
    print("----日韩专区----")

def henan():
    login() #执行前加上验证
    print("----河南专区----")

home()
america()
henan()

此时你信心满满的把这个代码提交给你的TEAM LEADER审核，没成想，没过5分钟，代码就被打回来了， TEAM LEADER给你反馈是，我现在有很多模块需要加认证模块，你的代码虽然实现了功能，但是需要更改需要加认证的各个模块的代码，这直接违反了软件开发中的一个原则“开放-封闭”原则，简单来说，它规定已经实现的功能代码不允许被修改，但可以被扩展，即：

封闭：已实现的功能代码块不应该被修改
开放：对现有功能的扩展开放
这个原则你还是第一次听说，我擦，再次感受了自己这个野生程序员与正规军的差距，BUT ANYWAY,老大要求的这个怎么实现呢？如何在不改原有功能代码的情况下加上认证功能呢？你一时想不出思路，只好带着这个问题回家继续憋，媳妇不在家，去隔壁老王家串门了，你正好落的清静，一不小心就想到了解决方案，不改源代码可以呀。你师从沙河金角大王时，记得他教过你，高阶函数，就是把一个函数当做一个参数传给另外一个函数，当时大王说，有一天，你会用到它的，没想到这时这个知识点突然从脑子里蹦出来了，我只需要写个认证方法，每次调用需要验证的功能时，直接把这个功能的函数名当做一个参数传给我的验证模块不就行了么，哈哈，机智如我，如是你啪啪啪改写了之前的代码。

#_*_coding:utf-8_*_

user_status = False #用户登录了就把这个改成True

def login(func): #把要执行的模块从这里传进来
    _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
    _password = "abc!23" #假装这是DB里存的用户信息
    global user_status

    if user_status == False:
        username = input("user:")
        password = input("pasword:")

        if username == _username and password == _password:
            print("welcome login....")
            user_status = True
        else:
            print("wrong username or password!")

    if user_status == True:
        func() # 看这里看这里，只要验证通过了，就调用相应功能

def home():
    print("---首页----")

def america():
    #login() #执行前加上验证
    print("----欧美专区----")

def japan():
    print("----日韩专区----")

def henan():
    #login() #执行前加上验证
    print("----河南专区----")
home()
login(america) #需要验证就调用 login，把需要验证的功能 当做一个参数传给login
# home()
# america()
login(henan)

你很开心，终于实现了老板的要求，不改变原功能代码的前提下，给功能加上了验证，此时，媳妇回来了，后面还跟着老王，你两家关系非常好，老王经常来串门，老王也是码农，你跟他分享了你写的代码，兴奋的等他看完夸奖你NB,没成想，老王看后，并没有夸你，抱起你的儿子，笑笑说，你这个代码还是改改吧，要不然会被开除的，WHAT? 会开除，明明实现了功能呀，老王讲，没错，你功能是实现了，但是你又犯了一个大忌，什么大忌？你改变了调用方式呀，想一想，现在没每个需要认证的模块，都必须调用你的login()方法，并把自己的函数名传给你，人家之前可不是这么调用的，试想，如果有100个模块需要认证，那这100个模块都得更改调用方式，这么多模块肯定不止是一个人写的，让每个人再去修改调用方式才能加上认证，你会被骂死的。。。。你觉得老王说的对，但问题是，如何即不改变原功能代码，又不改变原有调用方式，还能加上认证呢？你苦思了一会，还是想不出，老王在逗你的儿子玩，你说，老王呀，快给我点思路，实在想不出来，老王背对着你问，老王：学过匿名函数没有？你：学过学过，就是lambda嘛老王：那lambda与正常函数的区别是什么？你：最直接的区别是，正常函数定义时需要写名字，但lambda不需要老王：没错，那lambda定好后，为了多次调用，可否也给它命个名？你：可以呀，可以写成plus = lambda x:x+1类似这样，以后再调用plus就可以了，但这样不就失去了lambda的意义了，明明人家叫匿名函数呀，你起了名字有什么用呢？老王：我不是要跟你讨论它的意义，我想通过这个让你明白一个事实说着，老王拿起你儿子的画板，在上面写了以下代码：

def plus(n):
    return n+1

plus2 = lambda x:x+1

老王：上面这两种写法是不是代表同样的意思？你：是的老王：我给lambda x:x+1 起了个名字叫plus2，是不是相当于def plus2(x) ? 你：我擦，你别说，还真是，但老王呀，你想说明什么呢？老王：没啥，只想告诉你，给函数赋值变量名就像def func_name　是一样的效果，如下面的plus(n)函数，你调用时可以用plus名，还可以再起个其它名字，如

calc = plus

calc(n)
你明白我想传达什么意思了么？你：。。。。。。。。。。。这。。。。。。嗯。。。。。不太。。。。明白。。老王：。。。。这。。。。。呵呵。。。。。。好吧。。。。，那我在给你点一下，你之前写的下面这段调用认证的代码

home()
login(america) #需要验证就调用 login，把需要验证的功能 当做一个参数传给login
# home()
# america()
login(henan)

你之所改变了调用方式，是因为用户每次调用时需要执行login(henan)，类似的。其实稍一改就可以了呀

home()
america = login(america)
henan = login(henan)

这样你，其它人调用henan时，其实相当于调用了login(henan), 通过login里的验证后，就会自动调用henan功能。你：我擦，还真是唉。。。，老王，还是你nb。。。不过，等等，我这样写了好，那用户调用时，应该是下面这个样子

home()
america = login(america) #你在这里相当于把america这个函数替换了
henan = login(henan)
#那用户调用时依然写
america()

但问题在于，还不等用户调用，你的america = login(america)就会先自己把america执行了呀。。。。，你应该等我用户调用的时候再执行才对呀，不信我试给你看。。。老王：哈哈，你说的没错，这样搞会出现这个问题？但你想想有没有解决办法呢？你：我擦，你指的思路呀，大哥。。。我哪知道下一步怎么走。。。老王：算了，估计你也想不出来。。。学过嵌套函数没有？你：yes,然后呢？老王：想实现一开始你写的america = login(america)不触发你函数的执行，只需要在这个login里面再定义一层函数，第一次调用america = login(america)只调用到外层login，这个login虽然会执行，但不会触发认证了，因为认证的所有代码被封装在login里层的新定义的函数里了，login只返回里层函数的函数名，这样下次再执行america()时，就会调用里层函数啦。。。你：。。。。。。什么？什么个意思，我蒙逼了。。。老王：还是给你看代码吧。。

def login(func): #把要执行的模块从这里传进来

    def inner():#再定义一层函数
        _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
        _password = "abc!23" #假装这是DB里存的用户信息
        global user_status

        if user_status == False:
            username = input("user:")
            password = input("pasword:")

            if username == _username and password == _password:
                print("welcome login....")
                user_status = True
            else:
                print("wrong username or password!")

        if user_status == True:
            func() # 看这里看这里，只要验证通过了，就调用相应功能

    return inner #用户调用login时，只会返回inner的内存地址，下次再调用时加上()才会执行inner函数

此时你仔细着了老王写的代码　，感觉老王真不是一般人呀，连这种奇淫巧技都能想出来。。。，心中默默感谢上天赐你一个大牛邻居。你: 老王呀，你这个姿势很nb呀，你独创的？此时你媳妇噗嗤的笑出声来，你也不知道她笑个球。。。老王：呵呵，这不是我独创的呀当然，这是开发中一个常用的玩法，叫语法糖，官方名称“装饰器”，其实上面的写法，还可以更简单可以把下面代码去掉

america = login(america) #你在这里相当于把america这个函数替换了

只在你要装饰的函数上面加上下面代码

@login
def america():
    #login() #执行前加上验证
    print("----欧美专区----")

def japan():
    print("----日韩专区----")

@login
def henan():
    #login() #执行前加上验证
    print("----河南专区----")

效果是一样的。你开心的玩着老王教你的新姿势，玩着玩着就手贱给你的“河南专区”版块加了个参数，然后，结果出错了。。。

你：老王，老王，怎么传个参数就不行了呢？老王：那必然呀，你调用henan时，其实是相当于调用的login，你的henan第一次调用时henan = login(henan)， login就返回了inner的内存地址，第2次用户自己调用henan(“3p”),实际上相当于调用的时inner,但你的inner定义时并没有设置参数，但你给他传了个参数，所以自然就报错了呀你：但是我的版块需要传参数呀，你不让我传不行呀。。。老王：没说不让你传，稍做改动便可。。

老王：你再试试就好了。你：果然好使，大神就是大神呀。。。不过，如果有多个参数呢？老王：。。。。老弟，你不要什么都让我教你吧，非固定参数你没学过么？ *args,**kwargs… 你：噢。。。还能这么搞?,nb,我再试试。你身陷这种新玩法中无法自拔，竟没注意到老王已经离开，你媳妇告诉你说为了不打扰你加班，今晚带孩子去跟她姐妹住，你觉得媳妇真体贴，最终，你终于搞定了所有需求，完全遵循开放-封闭原则，最终代码如下。

#_*_coding:utf-8_*_

user_status = False #用户登录了就把这个改成True

def login(func): #把要执行的模块从这里传进来

    def inner(*args,**kwargs):#再定义一层函数
        _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
        _password = "abc!23" #假装这是DB里存的用户信息
        global user_status

        if user_status == False:
            username = input("user:")
            password = input("pasword:")

            if username == _username and password == _password:
                print("welcome login....")
                user_status = True
            else:
                print("wrong username or password!")

        if user_status == True:
            func(*args,**kwargs) # 看这里看这里，只要验证通过了，就调用相应功能

    return inner #用户调用login时，只会返回inner的内存地址，下次再调用时加上()才会执行inner函数


def home():
    print("---首页----")

@login
def america():
    #login() #执行前加上验证
    print("----欧美专区----")

def japan():
    print("----日韩专区----")

# @login
def henan(style):
    '''
    :param style: 喜欢看什么类型的，就传进来
    :return:
    '''
    #login() #执行前加上验证
    print("----河南专区----")

home()
# america = login(america) #你在这里相当于把america这个函数替换了
henan = login(henan)

# #那用户调用时依然写
america()

henan("3p")

此时，你已累的不行了，洗洗就抓紧睡了，半夜，上厕所，隐隐听到隔壁老王家有微弱的女人的声音传来，你会心一笑，老王这家伙，不声不响找了女朋友也不带给我看看，改天一定要见下真人。。。。第二2天早上，产品经理又提了新的需求，要允许用户选择用qq\weibo\weixin认证，此时的你，已深谙装饰器各种装逼技巧，轻松的就实现了新的需求。

带参数装饰器

#_*_coding:utf-8_*_
user_status = False #用户登录了就把这个改成True

def login(auth_type): #把要执行的模块从这里传进来
    def auth(func):
        def inner(*args,**kwargs):#再定义一层函数
            if auth_type == "qq":
                _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
                _password = "abc!23" #假装这是DB里存的用户信息
                global user_status

                if user_status == False:
                    username = input("user:")
                    password = input("pasword:")

                    if username == _username and password == _password:
                        print("welcome login....")
                        user_status = True
                    else:
                        print("wrong username or password!")

                if user_status == True:
                    return func(*args,**kwargs) # 看这里看这里，只要验证通过了，就调用相应功能
            else:
                print("only support qq ")
        return inner #用户调用login时，只会返回inner的内存地址，下次再调用时加上()才会执行inner函数

    return auth

def home():
    print("---首页----")

@login('qq')
def america():
    #login() #执行前加上验证
    print("----欧美专区----")

def japan():
    print("----日韩专区----")

@login('weibo')
def henan(style):
    '''
    :param style: 喜欢看什么类型的，就传进来
    :return:
    '''
    #login() #执行前加上验证
    print("----河南专区----")

home()
# america = login(america) #你在这里相当于把america这个函数替换了
#henan = login(henan)

# #那用户调用时依然写
america()

# henan("3p")