循序渐进学Python之函数的嵌套(1)

循序渐进学Python之函数的嵌套(1)

51CTO独家特稿】我们在上一篇文章即“循序渐进学Python之函数入门”中介绍了函数的定义和调用方法，那里定义的函数都是相互平行的，也就是说，所有函数都是在其它函数之外定义的。而本文介绍的是函数的嵌套：即函数内部的函数。我们这里首先介绍了嵌套函数的定义，以及嵌套函数中变量的查找过程，然后后讲解多层嵌套函数的执行过程，最后说明了嵌套作用域的静态性。

一、函数的嵌套定义

学习过C语言的读者都知道，C语言的函数定义都是相互独立的，也就是说，在定义函数的时候，不能在这个函数内部包含其它函数的定义。但是Python语言正好与之相反，它允许在定义函数的时候，其函数体内又包含另外一个函数的完整定义，这就是我们通常所说的嵌套定义。为什么？因为函数是用def语句定义的，凡是其他语句可以出现的地方，def语句同样可以出现。
像这样定义在其他函数内的函数叫做内部函数，内部函数所在的函数叫做外部函数。当然，我们可以多层嵌套，这样的话，除了最外层和最内层的函数之外，其它函数既是外部函数又是内部函数。

下面是一个内部函数的例子：

def f():
char='hello'
def f1():
print char
f1()

上面的定义在交互方式下的运行情况如下所示：

图1  函数的嵌套定义

二、嵌套函数的作用域

内部函数定义的变量只在内部有效，包括其嵌套的内部函数，但是对外部函数无效，如下例所示：

def f():
def f1():
x=3
print '''目前在函数f1）中：x=''', x
def f2():
print '''目前在函数f2）中：x=''', x
f2()
f1()

对于上面的代码，我们定义了三个函数，其中函数f）是函数f1）的外部函数，而函数f1）又是函数f2）的外部函数。在这三个函数中我们仅定义了一个变量x，并且该变量是在函数f1）中定义的，然后我们分别在函数f1）和它的内部函数f2）中打印该变量的值。在交互式环境下的执行情况如下所示：

 图2  内部函数可以使用外部函数的变量

上图说明内部函数可以引用外部函数中定义的变量，但是外部函数却不能引用内部函数定义的变量，例如：

def f():
x=6
def f1():
y=18
print '''目前在内部函数f1）中：'''
print 'x=',x,'y=',y
f1()
print '''目前在外部函数f2）中：'''
print 'x=',x,'y=',y

在上面的示例代码中，我们在外部函数f）中定义了一个变量x，然后又在内部函数f1）中定义了一个变量y；然后分别在内部函数和外部函数中引用这两个变量，代码的交互式执行情况如下所示：

图3  外部函数不可以使用内部函数的变量

很明显，程序在引用内部变量的时候出错了，因为内部函数定义的变量只对这个函数本身及其内部函数可见，而不对其外部函数可见，所以在外部函数f）看来，变量y尚未定义。