Python函数：理解作用域和闭包

Python是一门高级编程语言，它支持函数作为 类对象。这意味着函数可以被传递、存储和使用。函数在Python中有一个非常重要的概念——作用域和闭包。这两个概念可以帮助我们更好地组织我们的代码并提高我们的程序设计能力。

1. 作用域

作用域是变量的可见性范围。在Python中，有四种作用域：局部、嵌套、全局和内置函数（built-in）。变量作用域的规则称为LEGB规则，它定义了Python中变量的解析顺序。

（1）局部作用域

局部作用域是指在函数内部声明的变量，这些变量只能在该函数内部被访问。当函数执行完毕后，这些变量就被销毁了。

def add(a,b):

    # 局部作用域

    c = a + b

    return c

print(add(1,2)) # 3

print(c) # NameError: name 'c' is not defined

（2）嵌套作用域

嵌套作用域是指函数嵌套函数的情况，内部函数可以访问其外部函数作用域中的变量，但是外部函数无法访问内部函数的变量。

def outer():

    # 外部函数作用域

    x = 1

    def inner():

        # 内部函数作用域

        y = x + 1 # 可以访问外部函数作用域中的变量x

        return y

    return inner()

print(outer()) # 2

print(x) # NameError: name 'x' is not defined

（3）全局作用域

全局作用域是整个Python程序范围内可见的，全局变量可以在程序中的任何地方被访问。

x = 1 # 全局变量

def func():

    return x # 可以访问全局变量x

print(func()) # 1

（4）内置函数作用域

内置函数的作用域是Python解释器使用的，我们不需要在程序中显式地声明或传递这些变量。

2. 闭包

闭包是一种特殊的函数，它可以访问其定义的词法作用域中的变量，即使这些变量在函数调用时已经不存在。这种特性使得闭包成为一个非常强大的工具，可以实现很多高级的编程技术。在Python中，闭包是通过函数嵌套实现的。

def outer(x):

    def inner(y):

        return x + y

    return inner

closure = outer(10)

print(closure(5)) # 15

在上面的代码中，我们定义了outer()函数和inner()函数，并返回了内部函数inner。然后，我们在闭包中使用outer()函数的返回值来调用inner()函数。由于inner()函数可以访问outer()中定义的变量x，因此我们可以通过调用closure来获得一个新的函数对象，这个函数可以在调用时访问闭包中的变量x。

闭包是Python中非常强大的编程工具。通过闭包，我们可以实现高阶函数、装饰器、生成器等功能，让我们的程序变得更加灵活和简洁。但是，使用闭包也需要谨慎，因为闭包可能会造成内存泄漏等问题。因此，在使用闭包时，我们需要注意对内存的管理。