Python 中巢狀函式是如何工作的？

在本文中，我們將解釋 Python 中的巢狀/內部函式以及它們如何透過示例工作。

巢狀（或內部）函式是在其他函式內定義的函式，它們允許我們直接訪問封閉函式中定義的變數和名稱。巢狀函式可用於建立閉包和裝飾器等。

定義內部/巢狀函式

只需使用 def 關鍵字在函式內初始化另一個函式即可定義一個巢狀函式。

以下程式演示了 Python 中的內部函式：

示例

# creating an outer function
def outerFunc(sample_text):
   sample_text = sample_text
# creating an inner function
   def innerFunc():
# Printing the variable of the parent class(outer class)
      print(sample_text)
# calling inner function
   innerFunc()
# Calling the outer Function by passing some random name
outerFunc('Hello tutorialspoint python')

輸出

執行上述程式後，將生成以下輸出：

Hello tutorialspoint python

這裡，innerFunc() 在 outerFunc() 內部宣告，使其成為一個內部函式。在呼叫 innerFunc() 之前，我們必須先呼叫 outerFunc()。然後，outerFunc() 將呼叫在其內部定義的 innerFunc()。

必須呼叫外部函式才能執行內部函式。

不呼叫外部函式

示例

# creating an outer function
def outerFunc(sample_text):
    sample_text = sample_text
    # creating an inner function
    def innerFunc():
       print(sample_text)
 # calling inner function
    innerFunc()

輸出

執行上述程式後，將生成以下輸出：



執行上述程式碼時，將不會返回任何結果。


巢狀函式中變數的作用域


變數的作用域是我們可以在其中找到變數並在必要時訪問它的位置。


如何在函式內訪問全域性變數是眾所周知的，但如何訪問外部函式的變數呢？


以下程式演示了巢狀函式的作用域：


示例


# creating an outer function
def outerFunc():
   sample_str = 'Hello tutorialspoint python'

   # creating an inner function
   def innerFunc():
      print(sample_str)

   # calling an inner function inside the outer function
   innerFunc()
# calling outer function
outerFunc()



輸出


執行上述程式後，將生成以下輸出：


Hello tutorialspoint python



從以上示例可以清楚地看出，它等效於從函式訪問全域性變數。


假設您希望修改外部函式的變數。


示例


以下程式更改巢狀函式（內部函式）內變數的值：


# creating an outer function
def outerFunc():
   sample_str = 'Hello tutorialspoint python'
# creating an inner function
   def innerFunc():
   # modifying the sample string
      sample_str = 'Welcome'
      print(sample_str)
# calling an inner function inside the outer function
   innerFunc()
   print(sample_str)
# calling outer function
outerFunc()



輸出


執行上述程式後，將生成以下輸出：


Welcome
Hello tutorialspoint python



這裡，外部函式的變數值保持不變。但是，可以修改外部函式的變數值。有多種方法可以更改外部函式的變數值。


使用內部函式的可迭代物件


以下程式演示瞭如何在內部函式中修改可迭代物件：


# Creating outer function
def outerFunc():
   # Creating an iterable
      sample_str = ['Hello tutorialspoint python']
      # Creating inner Function/Nested Function
      def innerFunc():
      # using an iterable to modify the value
         sample_str[0] = 'Welcome'
         print(sample_str)
      # Calling the inner function
      innerFunc()
   # Printing variable of the outer function
      print(sample_str)
# Calling the outer function
outerFunc()



輸出


執行上述程式後，將生成以下輸出：


['Welcome']
['Welcome']



為什麼要使用巢狀函式？


封裝和閉包/工廠函式是使用巢狀函式最常見的兩個原因。


資料封裝


在某些情況下，您希望封裝函式或其可以訪問的資料，以防止從程式碼的其他部分訪問它。


當您像這樣巢狀函式時，它對全域性作用域隱藏起來。由於此特性，資料封裝也稱為資料隱藏或資料隱私。


# creating an outer function
def outerFunc():
   print("This is outer function")
   # creating an inner function
   def innerFunc():
      print("This is inner function")

   # calling an inner function inside the outer function
   innerFunc()
# calling inner function outside the outer function
innerFunc()



輸出


執行上述程式後，將生成以下輸出：


Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 11, in <module>
    innerFunc()
NameError: name 'innerFunc' is not defined



上面程式碼中的內部函式只能從外部函式內部訪問。如果嘗試從外部函式外部呼叫內部函式，您將看到上面顯示的錯誤。


相反，您必須按如下方式呼叫外部函式。


# creating an outer function
def outerFunc():
   print("This is outer function")
   # creating an inner function
   def innerFunc():
      print("This is inner function")

   # calling an inner function inside the outer function
   innerFunc()
# calling outer function
outerFunc()



輸出


執行上述程式後，將生成以下輸出：


This is outer function
This is inner function



閉包


但是，如果外部函式返回內部函式本身，而不是像前面的示例那樣呼叫它呢？在這種情況下，您將擁有稱為閉包的內容。


在 Python 中建立閉包必須滿足以下條件。


    

  • 需要一個巢狀函式。
    • 

  • 內部函式必須引用在封閉作用域中定義的值。
    • 

  • 巢狀函式必須由封閉函式返回。
    • 



示例


def number_1(a):
   def number_2(b):
      return a*b
   return number_2
print(number_1(3)(2))



輸出


執行上述程式後，將生成以下輸出：


6



閉包允許您將資料傳遞給內部函式，而無需先使用引數將其傳遞給外部函式。它們還允許從封裝外部函式外部呼叫內部函式。所有這些都具有前面提到的資料封裝/隱藏的優勢。


結論


本文向我們介紹了內部函式、巢狀函式的目的、它們的工作原理以及 Python 中巢狀函式的作用域。
從這裡開始學習 Python：Python 教程





	
	

        

         
更新於：2023-09-28

         

            

             
            

            

               
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