Python函數式編程 TOC + 函數參數中的魔法 + 位置參數 + 預設參數 + 動態參數 + 位置參數收集 + 關鍵字參數收集 + 收集參數行為的逆向過程(這個逆向過程用於實參上) + 參數傳遞 + 函數嵌套 + 命名空間 + 作用域 + 閉包 + 函數式編程 + 裝飾器 + 顯示方式 + @ ...

Python函數式編程

函數參數中的魔法
- 位置參數
- 預設參數
- 動態參數
  - 位置參數收集
  - 關鍵字參數收集
  - 收集參數行為的逆向過程(這個逆向過程用於實參上)
- 參數傳遞
函數嵌套
- 命名空間
- 作用域
- 閉包
- 函數式編程
裝飾器
- 顯示方式
- @方式
- 帶參數裝飾器
- functools.wraps(func)
匿名函數
高階函數
- 三劍客
  - filter()
  - map()
  - reduce()
- sorted()
遞歸函數

函數參數中的魔法

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嵌套函數

顧名思義就是一個函數定義中嵌套了一個函數的定義。說道嵌套函數，就必須先介紹命名空間和作用域

命名空間NameSpace

python分三類命名空間。內置，全局，本地。包括一個區域，封閉區域。

Builtins 內置空間，在main模塊載入前創建
Globals 全局空間，模塊為單位。包空間其實是__init__.py模塊
Enclosing 封閉區域
Locals 本地空間，函數，類，對象等

作用域Scope

python對象的作用域是遵照LEGB規則。

閉包

一般普通的函數嵌套並沒什麼特別的用處。但是嵌套函數有個突出的應用，也是非常強大的應用。就是，通過外層函數創建一個函數，即返回內層函數，外層函數每一調用返回的內層函數，這些返回的內層函數之間是獨立的函數對象。他們都“繼承”了外層函數調用時的作用域。這個“繼承”行為我們稱為閉包。

閉包顯著的特點就是：返回的內層函數中，使用了外層函數的局部變數或者參數參與內層函數的運算。這些變數和參數的值還是外部函數調用返回前時的值。
要註意的是：返回內層函數時，使用外層函數時的變數或者參數，如果在返回後發生了變化。那麼內層函數後面調用會使用變化後的值，而不是返回內層函數那個時間點的值了。所以很多博客都在強調，閉包返回的內層函數不要引用還會在外層函數發生變化的變數。
要解決這個問題，可以採取中間變數（中間變數就是固定的了）或者再嵌套一個中間函數，讓這個中間函數來獲取變化的變數，在傳遞給最內層的函數，並返回最內層的函數。

記住：內層函數返回時是不會執行的。

__自己猜想__
有點類似於面向對象，一個對象方法返回另一個對象，新對象的實例化是受到返回它的對象影響，展現除了多態的特性。閉包有點多態，繼承，封裝(函數本來就是一種封裝形式)的意思，將規律相似的作為一層。多層次之間可以看作多層次的嵌套函數來設計，能產生“繼承變數”的哪一層就作為上層，有幾層規律就嵌套幾層函數，從外到內，每一層都是和上一層有一個或多個“繼承變數”關係。算一種設計範式了吧。
如：乘法運算，將第一個乘數作為一層，第二乘數提供後算出乘積來作為第二層。那麼就可以使用閉包將拆分有關係的兩層進行程式設計。
再如：裝飾器函數的inner()函數，就是要繼承裝飾函數說傳遞的參數。返回的inner函數調用就會間接調用被裝飾的函數。inner函數實現了擴展需求的功能。
找點裝飾器或者其它閉包例子來佐證猜想

函數式編程

摘自廖雪峰python教程

函數式編程是一種抽象程度很高的編程範式，純粹的函數式編程語言編寫的函數是沒有變數的，因此，任意一個函數，只要輸入是確定的，輸出就是確定的，這種純函數我們稱之為沒有副作用。而允許使用變數的程式設計語言，由於函數內部的變數狀態不確定，同樣的輸入，可能得到不同的輸出，因此這種函數是有副作用的。
函數式編程的一個特點就是，允許把函數本身作為參數傳入另一個函數，還允許返回一個函數！
python 對函數式編程提供部分支持。由於Python允許使用變數，因此Python不是純函數式編程語言。

裝飾器Decorator

裝飾器是函數式編程的集大成應用。涉及高階函數，閉包，參數傳遞等。
如果只是要擴展功能，只需要再創建一個函數，並嵌套需要擴展的函數，就是在創建的函數中實現擴展功能後，再執行擴展前的函數就可以了。但是這樣做有一個缺點就是，原函數名被改變了，這樣會被調用原函數的其它部門打死的，你這樣方便了自己卻麻煩了其他人。
那就要想辦法呀，那重命名這個擴展的函數為原函數名呢？肯定不行，這樣函數調用就編程了遞歸函數了。
那就這樣設計：用一個函數返回一個函數，返回的函數重命名為原來的函數名。調用這個重命名返回函數，就是執行擴展後再調用原函數。這就是通過閉包，實現裝飾器。

裝飾外層函數：返回內層函數
裝飾內層函數：實現原功能上的“封閉-開發”原則的擴展功能。內層函數對擴展功能實現後，再調用原函數，並return原函數調用返回值。

顯示方式

# 我們已一個廖老師裝飾器思考題為例，說明兩種方式表示裝飾器的應用
# 題目：請設計一個decorator，它可作用於任何函數上，並列印該函數的執行時間
import time

def runtime(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        t1 = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)
        t2 = time.time()
        print((t2-t1))
        return res
    return wrapper

def get_sum(*args):
    sums = 0
    for i in args:
        sums += i
    return sums

get_sum = runtime(get_sum)  # 這就是顯示方式
print(get_sum(*list(range(10000))))

@方式

# 裝飾器函數一樣
import time

def runtime(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        t1 = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)
        t2 = time.time()
        print((t2-t1))
        return res
    return wrapper

@runtime  # 這裡就是@方式，等價於上面的 顯示方式 
def get_sum(*args):
    sums = 0
    for i in args:
        sums += i
    return sums

print(get_sum(*list(range(10000))))

結果：

0.0010001659393310547 #運行時間
49995000 #函數返回值

使用裝飾器擴展的功能變得更具相容性，高內聚。（帶參數裝飾器）

什麼意思呢？翻譯成‘人話’就是：一般裝飾器只擴展一類相似功能的一種，現在要給這一功能提供並傳遞參數，是裝飾器展現出不同的行為。
裝飾器帶上參數，只需要再裝飾器包裹一個函數，這個函數接收參數，返回一個外層裝飾器函數，內層函數接受到包裹的哪層函數的參數，在擴展代碼中進行應用，這樣使得擴展代碼具有更多變數，理所當然，也會拿到外層還是傳遞的原函數。內層函數拿到這兩個東西，就可以大施拳腳，做出各種功能來了。
直接代碼說話：

# 廖老師的列印調用一個函數的日誌。
def log(text):
    def outer(func):
        def inner(*args, **kwargs):
            print("%s begin call " % text)
            return func(*args, **kwargs)
        return inner
    retrun outer

@log('求和')
def get_sum(*args):
    sums = 0
    for i in args:
        sums += i
    return sums

print(get_sum(*list(range(10000))))

運行結果：

求和 begin call # 擴展的功能：列印執行日誌
49995000 # 函數返回結果

讓裝飾器更安全

因為裝飾器的內層函數被重新綁定給了原函數名，內層函數的__name__還是內層函數名，而不是原函數名。有些依賴函數簽名的代碼可能會報錯。python的functools提供了
將內層函數的__name__值變為重新綁定到的變數的名字。
用法：

import functools
def decorator(func)
    @functools.wraps(func)  # 用在這裡，就是wrapper之前，無論帶參數還是不帶參數的裝飾器
    def wrapper(*args, **kwargs):
        pass
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

裝飾器還可以不止一個參數，多個參數，多層包裹，產生多個維度。

匿名函數

匿名函數就是不需要顯示的通過def定義函數。匿名函數通常用於高階函數。匿名函數直接用於高階函數的參數或者return中，如果在return中，就形成了閉包。
關鍵字lambda 代表匿名函數
匿名函數表示方法：
lambda x, y : x + y
冒號前x, y是參數列表，冒號後面表達式的值作為函數的return值，且冒號後面只能是一個表達式，不能包含其它語句。如賦值語句，複合語句。可以使用三元表達式。
匿名函數可以縮短代碼行數。
匿名函數例子：

L = list(map(lambda *args: lambda *innerargs: print(innerargs+args),[1,2,3,4,5,6,7]))
for f in L:
    f(10)

結果：
(10, 1)
(10, 2)
(10, 3)
(10, 4)
(10, 5)
(10, 6)
(10, 7)

高階函數

什麼是高階函數？
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遞歸函數

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