一、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，還可以把函數(shù)作為結(jié)果值返回。我們來實現(xiàn)一個可變參數(shù)的求和。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，如果不需要立刻求和，而是在后面的代碼中，根據(jù)需要在計算怎么辦？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
當我們調(diào)用lazy_sum()時，返回的并不是求和結(jié)果，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，才真正計算求和的結(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，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，當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，這種稱為“閉包（Closure）”的程序結(jié)構(gòu)擁有極大的威力。
請在注意一點，當我們調(diào)用lazy_sum()時，每次調(diào)用都會返回一個新的函數(shù)，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，所以，當一個函數(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，所以，閉包用起來簡單，實現(xiàn)起來可不容易。
另一個需要注意的問題是，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。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！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。等到3個函數(shù)都返回時，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。
返回閉包時牢記一點：返回函數(shù)不要引用任何循環(huán)變量，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)，用該函數(shù)的參數(shù)綁定循環(huán)變量當前的值，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、匿名函數(shù)
當我們在傳入函數(shù)時，有些時候，不需要顯式地定義函數(shù)，直接傳入匿名函數(shù)更方便。在Python中，對匿名函數(shù)提供了有限支持。還是以map()函數(shù)為例，計算f(x)=x2時，除了定義一個f(x)的函數(shù)外，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，匿名函數(shù)lambda x : x * x實際上就是
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)。
匿名函數(shù)有個限制，就是只能有一個表達式，不用寫return，返回值就是該表達式的結(jié)果。用匿名函數(shù)有個好處，因為函數(shù)沒有名字，不必擔心函數(shù)名沖突。此外，匿名函數(shù)也是一個函數(shù)對象，也可以把匿名函數(shù)賦值給一個變量，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，而且函數(shù)對象可以被賦值給變量，所以，通過變量也能調(diào)用該函數(shù)。
>>> def now():
... print('2019-5-13')
...
>>> f = now
>>> f()
2015-3-25
函數(shù)對象有一個__name__屬性，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now()函數(shù)的功能，比如，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，這種在代碼運行期間動態(tài)添加功能的方式，稱之為“裝飾器”（Decorator）。
本質(zhì)上，decorator就是一個返回函數(shù)的高階函數(shù)。所以，我們要定義一個能打印日志的decorator，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，因為他是一個decorator，所以接受一個函數(shù)作為參數(shù)，并返回一個函數(shù)。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，想但與執(zhí)行了語句：
now = log(now)
由于log()是一個decorator，返回一個函數(shù)，所以，原來的now()函數(shù)依然存在，只是現(xiàn)在同名的now變量指向了新的函數(shù)，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)。
wrapper()函數(shù)的參數(shù)定義是(*args, **kw)，因此，wrapper()函數(shù)可以接受任意參數(shù)的調(diào)用。在wrapper()函數(shù)內(nèi)，首先打印日志，在緊接著調(diào)用原始函數(shù)。
如果decorator本身需要傳入?yún)?shù)，那就需要編寫一個返回decorator的高階函數(shù)，寫出來會更復雜。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，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')，返回的是decorator函數(shù)，在調(diào)用返回的函數(shù)，參數(shù)是now函數(shù)的，返回值最終是wrapper函數(shù)。
以上兩種decorator的定義都沒有問題，但還差最后一步。因為我們講了函數(shù)也是對象，他有__name__等屬性，但你去看經(jīng)過decorator裝飾之后的函數(shù)，他們的__name__已經(jīng)從原來的now變成了wrapper:
>>> now.__name__
'wrapper'
因為返回的那個wrapper()函數(shù)名字就是wrapper，所以，需要把原始函數(shù)的__nane__等屬性復制到'wrapper()'函數(shù)中，否則，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，Python內(nèi)置的functools.wraps就是干這個事的，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、偏函數(shù)
Python的functools模塊提供了很多有用的功能，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)學意義上的偏函數(shù)不一樣。在介紹函數(shù)參數(shù)的時候，我們講到，通過設(shè)定參數(shù)的默認值，可以降低函數(shù)的難度。而偏函數(shù)也可以做到這一點。例子：
int()函數(shù)可以把字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)，當傳入字符串時，int()函數(shù)默認按十進制轉(zhuǎn)換：
>>> int('12345')
12345
但是int()函數(shù)還提供額外的base參數(shù)，默認值為10，如果傳入base參數(shù)，就可以做N進制的轉(zhuǎn)換：
>>> int('12345', base=8)
5349
>>> int('12345', base=16)
74565
假設(shè)要轉(zhuǎn)換大量的二進制字符串，每次傳入int(x, base=2)非常麻煩，于是我們想到，可以定義一個int2()函數(shù)，默認把base=2穿進去：
>>> def int2(x, base=2):
... return int(x, base)
...
這樣我們轉(zhuǎn)換二進制就非常方便了：
>>> int2('1000000')
64
>>> int2('1010101')
85
functools.partial就是幫助我們創(chuàng)建一個偏函數(shù)的，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，把一個函數(shù)的某些參數(shù)給固定住（也就是設(shè)置默認值），返回一個新的函數(shù)，調(diào)用這個新函數(shù)會更簡單。
注意到上面的int2函數(shù)，僅僅是把base參數(shù)重新設(shè)定默認值為2，但也可以在函數(shù)調(diào)用時傳入其他值:
>>> int2('1000000', base=10)
1000000
最后，創(chuàng)建偏函數(shù)的時候，實際可以接收函數(shù)對象、args和**kw這3個參數(shù)，當傳入：
int2 = functools.partial(int, base=2)
實際上固定了int()函數(shù)的關(guān)鍵字參數(shù)base，也就是：
int2('10010')
相當于：
kw = {'base' : 2}
int('10010', **kw)
當傳入：
max2 = functools.partial(max, 10)
實際上會把10作為*args的一部分自動加到左邊，也就是：
max2(5, 6, 7)
相當于：
args = (10, 5, 6, 7)
max(*args)
結(jié)果為10
