一净嘀、返回函數(shù)
函數(shù)作為返回值
高階函數(shù)除了可以接收函數(shù)作為參數(shù)外狂魔，還可以把函數(shù)作為結(jié)果值返回。我們來實(shí)現(xiàn)一個可變參數(shù)的求和凌彬。通常求和函數(shù)是這樣定義的：
>>> def clac_sum(*args):
... ax = 0
... for i in args:
... ax = ax + n
... return ax
...
但是沸柔，如果不需要立刻求和，而是在后面的代碼中铲敛，根據(jù)需要在計(jì)算怎么辦褐澎？可以不返回求和的結(jié)果，而是返回求和的函數(shù)：
>>> def lazy_sum(*args):
... def sum():
... ax = 0
... for n in args:
... ax = ax + n
... return ax
... return sum
當(dāng)我們調(diào)用lazy_sum()時伐蒋，返回的并不是求和結(jié)果工三，而是求和函數(shù)：
>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f
<function lazy_sum.<locals>.sum at 0x101c6ed90>
調(diào)用函數(shù)f時迁酸，才真正計(jì)算求和的結(jié)果：
>>> f()
25
在這個例子中，我們在函數(shù)lazy_sum中定義了函數(shù)sum俭正，并且內(nèi)部函數(shù)sum可以引用外部函數(shù)lazy_sum的參數(shù)和局部變量奸鬓，當(dāng)lazy_sum返回函數(shù)sum時，相關(guān)參數(shù)和變量都保存在返回的函數(shù)中段审，這種稱為“閉包（Closure）”的程序結(jié)構(gòu)擁有極大的威力全蝶。
請?jiān)谧⒁庖稽c(diǎn)，當(dāng)我們調(diào)用lazy_sum()時寺枉，每次調(diào)用都會返回一個新的函數(shù)抑淫，即使傳入相同的參數(shù)：
>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f1 == f2
False
f1()和f2()調(diào)用結(jié)果互不影響。
閉包
注意到返回的函數(shù)在其定義內(nèi)部引用了局部變量args姥闪，所以始苇，當(dāng)一個函數(shù)返回了一個函數(shù)后，其內(nèi)部的局部變量還被新函數(shù)引用筐喳，所以催式，閉包用起來簡單，實(shí)現(xiàn)起來可不容易避归。
另一個需要注意的問題是荣月，返回的函數(shù)并沒有立即執(zhí)行，而是知道調(diào)用了f()才執(zhí)行梳毙。我們來看一個例子：
>>> def count():
... fs = []
... for i in range(1, 4):
... def f():
... return i * i
... fs.append(f)
... return fs
...
>>> f1, f2, f3 = count()
>>> f1()
9
>>> f2()
9
>>> f3()
9
全部都是9哺窄！原因就在于返回的函數(shù)引用了變量i，但他并非立即執(zhí)行账锹。等到3個函數(shù)都返回時萌业，他們所引用的變量i已經(jīng)變成了3，因此最終結(jié)果是9奸柬。
返回閉包時牢記一點(diǎn)：返回函數(shù)不要引用任何循環(huán)變量生年，或者后續(xù)會發(fā)生變化的變量
如果一定要引用循環(huán)變量怎么辦？方法是再創(chuàng)建一個函數(shù)廓奕，用該函數(shù)的參數(shù)綁定循環(huán)變量當(dāng)前的值抱婉，無論該循環(huán)變量后續(xù)如何更改，已綁定到函數(shù)參數(shù)的值不變：
>>> def count():
... def f(j):
... def g():
... return j * j
... return g
... fs = []
... for i in range(1, 4):
... fs.append(f(i))
... return fs
...
>>> f1, f2, f3 = count()
>>> f1()
1
>>> f2()
4
>>> f3()
9
二懂从、匿名函數(shù)
當(dāng)我們在傳入函數(shù)時授段，有些時候，不需要顯式地定義函數(shù)番甩，直接傳入匿名函數(shù)更方便。在Python中届搁，對匿名函數(shù)提供了有限支持缘薛。還是以map()函數(shù)為例窍育，計(jì)算f(x)=x2時，除了定義一個f(x)的函數(shù)外宴胧，還可以直接傳入匿名函數(shù)：
>>> list(map(lambda x : x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
通過對比就可以看出漱抓，匿名函數(shù)lambda x : x * x實(shí)際上就是
def f(x):
return x * x
關(guān)鍵字lambda表示匿名函數(shù)，冒號前面的x表示函數(shù)參數(shù)恕齐。
匿名函數(shù)有個限制乞娄，就是只能有一個表達(dá)式，不用寫return显歧，返回值就是該表達(dá)式的結(jié)果仪或。用匿名函數(shù)有個好處，因?yàn)楹瘮?shù)沒有名字士骤，不必?fù)?dān)心函數(shù)名沖突范删。此外，匿名函數(shù)也是一個函數(shù)對象拷肌，也可以把匿名函數(shù)賦值給一個變量到旦，再利用變量來調(diào)用該函數(shù)：
>>> f = lambda x : x * x
>>> f
<function <lambda> at 0x00000279E289C1E0>
>>> f(5)
25
# 作為返回值返回
>>> def build(x, y):
... return lambda : x * x + y * y
三、裝飾器
由于函數(shù)也是一個對象巨缘，而且函數(shù)對象可以被賦值給變量添忘，所以，通過變量也能調(diào)用該函數(shù)若锁。
>>> def now():
... print('2019-5-13')
...
>>> f = now
>>> f()
2015-3-25
函數(shù)對象有一個__name__屬性搁骑，可以拿到函數(shù)的名字：
>>> now.__name__
'now'
>>> f.__name__
'now'
現(xiàn)在，假設(shè)我們要增強(qiáng)now()函數(shù)的功能拴清，比如靶病，在函數(shù)調(diào)用前后自動打印日志，但又不希望修改now()函數(shù)的定義口予，這種在代碼運(yùn)行期間動態(tài)添加功能的方式娄周，稱之為“裝飾器”（Decorator）。
本質(zhì)上沪停，decorator就是一個返回函數(shù)的高階函數(shù)煤辨。所以，我們要定義一個能打印日志的decorator木张，定義如下：
>>> def log(func):
... def wrapper(*args, **kw):
... print('call %s():' % func.__name__)
... return func(*args, **kw)
... return wrapper
...
觀察上面的log众辨，因?yàn)樗且粋€decorator，所以接受一個函數(shù)作為參數(shù)舷礼，并返回一個函數(shù)鹃彻。我們要借助Python的@語法，把decorator置于函數(shù)的定義處：
>>> @log
... def now():
... print('2019-5-13')
...
>>> now()
call now():
2019-5-13
把@log放到now()函數(shù)的定義處妻献，想但與執(zhí)行了語句：
now = log(now)
由于log()是一個decorator蛛株，返回一個函數(shù)团赁，所以，原來的now()函數(shù)依然存在谨履，只是現(xiàn)在同名的now變量指向了新的函數(shù)欢摄，于是調(diào)用now()將執(zhí)行新函數(shù)，即在log()函數(shù)中返回的wrapper()函數(shù)笋粟。
wrapper()函數(shù)的參數(shù)定義是(*args, **kw)怀挠，因此，wrapper()函數(shù)可以接受任意參數(shù)的調(diào)用害捕。在wrapper()函數(shù)內(nèi)绿淋，首先打印日志，在緊接著調(diào)用原始函數(shù)吨艇。
如果decorator本身需要傳入?yún)?shù)躬它，那就需要編寫一個返回decorator的高階函數(shù)，寫出來會更復(fù)雜东涡。比如要定義log的文本：
>>> def log(text):
... def decorator(func):
... def wrapper(*args, **kw):
... print('%s %s():' % (text, func.__name__))
... return func(*args, **kw)
... return wrapper
... return decorator
...
# 用法
>>> @log('hello')
... def now():
... print('2019-5-13')
...
# 執(zhí)行結(jié)果
>>> now()
hello now():
2019-5-13
和兩層嵌套的decorator相比冯吓，3層嵌套的效果是這樣的：
>>> now = log('hello')(now)
我們來剖析上面的語句，首先執(zhí)行log('hello')疮跑，返回的是decorator函數(shù)组贺，在調(diào)用返回的函數(shù)，參數(shù)是now函數(shù)的祖娘，返回值最終是wrapper函數(shù)失尖。
以上兩種decorator的定義都沒有問題，但還差最后一步渐苏。因?yàn)槲覀冎v了函數(shù)也是對象掀潮，他有__name__等屬性，但你去看經(jīng)過decorator裝飾之后的函數(shù)琼富，他們的__name__已經(jīng)從原來的now變成了wrapper:
>>> now.__name__
'wrapper'
因?yàn)榉祷氐哪莻€wrapper()函數(shù)名字就是wrapper仪吧，所以，需要把原始函數(shù)的__nane__等屬性復(fù)制到'wrapper()'函數(shù)中鞠眉，否則薯鼠，有些依賴函數(shù)簽名的代碼執(zhí)行就會出錯。不需要編寫wrapper.__name__ = func.__name__這樣的代碼械蹋，Python內(nèi)置的functools.wraps就是干這個事的出皇，所以，一個完整的decorator的寫法如下：
>>> import functools
>>> def log(func):
... @functools.wraps(func)
... def wrapper(*args, **kw):
... print('call %s():' % func.__name__)
... return func(*args, **kw)
... return wrapper
...
四哗戈、偏函數(shù)
Python的functools模塊提供了很多有用的功能郊艘，其中一個就是偏函數(shù)（Partial function）。要注意，這里的偏函數(shù)和數(shù)學(xué)意義上的偏函數(shù)不一樣暇仲。在介紹函數(shù)參數(shù)的時候步做，我們講到副渴，通過設(shè)定參數(shù)的默認(rèn)值奈附，可以降低函數(shù)的難度。而偏函數(shù)也可以做到這一點(diǎn)煮剧。例子：
int()函數(shù)可以把字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)斥滤，當(dāng)傳入字符串時，int()函數(shù)默認(rèn)按十進(jìn)制轉(zhuǎn)換：
>>> int('12345')
12345
但是int()函數(shù)還提供額外的base參數(shù)勉盅，默認(rèn)值為10佑颇，如果傳入base參數(shù)，就可以做N進(jìn)制的轉(zhuǎn)換：
>>> int('12345', base=8)
5349
>>> int('12345', base=16)
74565
假設(shè)要轉(zhuǎn)換大量的二進(jìn)制字符串草娜，每次傳入int(x, base=2)非常麻煩挑胸，于是我們想到，可以定義一個int2()函數(shù)宰闰，默認(rèn)把base=2穿進(jìn)去：
>>> def int2(x, base=2):
... return int(x, base)
...
這樣我們轉(zhuǎn)換二進(jìn)制就非常方便了：
>>> int2('1000000')
64
>>> int2('1010101')
85
functools.partial就是幫助我們創(chuàng)建一個偏函數(shù)的茬贵，不需要我們自己定義int2()，可以直接使用下面的代碼創(chuàng)建一個新的函數(shù)int2：
>>> import functools
>>> int2 = functools.partial(int, base=2)
>>> int2('1000000')
64
>>> int2('1010101')
85
所以簡單總結(jié)functools.partial的作用就是移袍，把一個函數(shù)的某些參數(shù)給固定捉庠濉（也就是設(shè)置默認(rèn)值），返回一個新的函數(shù)葡盗，調(diào)用這個新函數(shù)會更簡單螟左。
注意到上面的int2函數(shù)，僅僅是把base參數(shù)重新設(shè)定默認(rèn)值為2觅够，但也可以在函數(shù)調(diào)用時傳入其他值:
>>> int2('1000000', base=10)
1000000
最后胶背，創(chuàng)建偏函數(shù)的時候，實(shí)際可以接收函數(shù)對象喘先、args和**kw這3個參數(shù)钳吟，當(dāng)傳入：
int2 = functools.partial(int, base=2)
實(shí)際上固定了int()函數(shù)的關(guān)鍵字參數(shù)base，也就是：
int2('10010')
相當(dāng)于：
kw = {'base' : 2}
int('10010', **kw)
當(dāng)傳入：
max2 = functools.partial(max, 10)
實(shí)際上會把10作為*args的一部分自動加到左邊苹祟，也就是：
max2(5, 6, 7)
相當(dāng)于：
args = (10, 5, 6, 7)
max(*args)
結(jié)果為10
