函数与作用域
函数基础与高级用法
函数基础是编程中的一个重要概念，它是一段可重用的代码块，用于执行特定的任务或计算。函数可以接受输入参数，并返回输出结果。函数可以提高代码的可读性、可维护性和复用性。
函数的基本用法包括定义函数、调用函数和函数返回值。在Python中，函数可以使用def关键字来定义。函数的定义由函数名、参数列表和函数体组成。参数列表是函数的输入，函数体是函数的具体实现。函数的返回值可以使用return关键字指定。
下面是一个简单的函数示例：
def greet(name): return "Hello, " + name result = greet("Alice") print(result)
这个函数接受一个参数name，并返回一个字符串。在调用函数时，需要传入一个参数，函数会根据参数生成相应的返回值。
函数的高级用法包括函数的嵌套、匿名函数和装饰器。
函数的嵌套是指在一个函数中定义另一个函数。内部函数可以访问外部函数的变量和参数。嵌套函数可以提供更好的代码封装和组织。
匿名函数是没有函数名的函数，也称为lambda函数。它通常用于定义简单的函数，特别是作为函数参数传递。
装饰器是一种特殊的函数，用于修改其他函数的行为。装饰器可以在不修改原始函数代码的情况下添加额外的功能，比如日志记录、性能分析和权限验证。
下面是一个使用嵌套函数、匿名函数和装饰器的示例：
def outer_func(): x = 1 def inner_func(): y = 2 return x + y return inner_func func = outer_func() result = func() print(result) square = lambda x: x * x print(square(3)) def decorator_func(original_func): def wrapper_func(): print("Before") original_func() print("After") return wrapper_func @decorator_func def hello(): print("Hello") hello()
这个示例中，outer_func是一个嵌套函数，它定义了一个内部函数inner_func。嵌套函数可以访问外部函数的变量x，并返回x + y的结果。
square是一个匿名函数，它接受一个参数x，并返回x * x的结果。
decorator_func是一个装饰器函数，它接受一个原始函数original_func作为参数，并返回一个包装函数wrapper_func。包装函数在原始函数执行之前打印"Before"，在原始函数执行之后打印"After"。
使用装饰器可以直接在函数定义之前添加@decorator_func来应用装饰器。在示例中，hello函数被decorator_func装饰，所以在调用hello函数时，会先执行包装函数的逻辑，再执行原始函数的逻辑。
作用域与闭包深入理解
作用域是指在程序中某个变量可以被访问的范围。Python中有四个作用域，从内到外分别是局部作用域、嵌套作用域、全局作用域和内置作用域。
局部作用域是在函数内部定义的变量的作用域，它只在函数内部可见。嵌套作用域是在函数内部的嵌套函数中定义的变量的作用域，它在函数内部和嵌套函数内部可见。
全局作用域是在函数外部定义的变量的作用域，它在整个程序中都可见。内置作用域是Python内置函数和模块中定义的变量的作用域，它在整个程序中都可见。
在Python中，变量的作用域由LEGB原则决定。LEGB分别代表局部作用域、嵌套作用域、全局作用域和内置作用域。当访问一个变量时，解释器首先在局部作用域查找，然后在嵌套作用域中查找，接着在全局作用域中查找，最后在内置作用域中查找。
闭包是指一个函数内部定义的函数，它可以访问外部函数的变量，并且这些变量在外部函数执行结束后仍然可用。闭包可以用来实现一些特殊的功能，例如记住函数的状态和延迟执行。
下面是一个闭包的示例：
def outer_func(x): def inner_func(y): return x + y return inner_func add_2 = outer_func(2) result = add_2(3) print(result)
在这个示例中，outer_func是一个外部函数，它接受一个参数x，并返回一个内部函数inner_func。inner_func可以访问外部函数的变量x。在调用outer_func(2)时，返回的是一个闭包函数add_2，它可以将传入的参数与外部函数的变量相加并返回结果。
闭包的特点是在定义时捕获了外部函数的状态，所以即使外部函数执行结束，闭包函数仍然可以使用外部函数的变量。这种特性可以用来实现一些高级的功能，例如装饰器、函数工厂和延迟执行。
立即执行函数表达式(IIFE)的应用
立即执行函数表达式（Immediately Invoked Function Expression，IIFE）是JavaScript中一种常见的模式，它允许我们创建一个立即执行的函数，并且它的作用域被限制在函数内部。
IIFE的应用有以下几个方面：
- 封装变量：使用IIFE可以创建一个私有的作用域，从而防止变量泄露到全局作用域。这在处理模块化的JavaScript代码时非常有用。
(function() { // 私有作用域 var privateVar = "IIFE"; console.log(privateVar); // 输出 "IIFE" })(); console.log(privateVar); // 报错，privateVar不在全局作用域内可见
- 避免命名冲突：当多个脚本文件在同一个页面中加载时，使用IIFE可以避免全局命名冲突。
// 脚本1 (function() { var name = "Script 1"; console.log(name); // 输出 "Script 1" })(); // 脚本2 (function() { var name = "Script 2"; console.log(name); // 输出 "Script 2" })();
- 模块化开发：IIFE可以用来实现模块化的JavaScript开发。通过将模块代码放在IIFE中，可以创建私有的作用域，并且通过返回的对象来访问模块内部的方法和变量。
var module = (function() { var privateVar = "Private Var"; function privateFunc() { console.log(privateVar); } return { publicFunc: function() { privateFunc(); } }; })(); module.publicFunc(); // 输出 "Private Var"
- 函数作为参数：IIFE可以用来将函数作为参数传递给其他函数。
var result = (function() { var num1 = 3; var num2 = 4; return function() { return num1 + num2; }; })(); console.log(result()); // 输出 7
总结来说，IIFE是一种非常强大且常用的模式，在JavaScript开发中有许多应用场景，如封装变量，避免命名冲突，模块化开发和函数作为参数的传递等。它可以帮助我们更好地管理作用域和代码结构。
