什么是函数？
我们都知道，函数就是为了实现某一功能的代码段，只要写好后，就可以重复利用。
def name(param1,param2,...,param3):
statements
return/yield value # optional
和其他需要编译的语言不一样的是，def是可执行语句，这意味着函数直到被调用前，都是不存在的。但主程序调用函数时，必须保证这个函数此前已经定义过。
设置默认值
Python的函数可以设定默认值，如：
def func(param = 0):
...
这样，在调用函数func()时，如果参数param没有传入，则参数默认为0；而如果传入了参数param，其就会覆盖默认值。
多态
Python和其他语言相比的一大特点是，Python是dynamically typed的，可以接受任何数据类型（整型，浮点，字符串等）。对函数来说，这一点同样适用。
所以Python不用考虑输入的数据类型，而是将其交给具体的代码去判断执行。在编程语言中，我们把这种行为称为多态。当然，Python这种方便的特性，在实际使用中也会带来诸多问题。因此，数据的类型检查很有必要。
嵌套
Python函数的另一大特性，是Python支持函数的嵌套。所谓的函数嵌套，就是指函数里面又有函数，如：
def adder(x,z):
def wrapper(y):
return x + y + z
return wrapper
函数的嵌套，主要有下面两个方面的作用。
- 函数的嵌套能保证内部函数的隐私。内部函数只能被外部函数所调用和访问，不会暴露在全局作用域，因此，如果你的函数内部有一些隐私数据（比如数据库的用户、密码等），不想暴露在外，那你就可以使用函数的的嵌套，将其封装在内部函数中，只通过外部函数来访问。比如：
def connect_DB():
def get_DB_configuration():
...
return host, username, password
conn = connector.connect(get_DB_configuration())
return conn
这里的函数get_DB_configuration，便是内部函数，它无法在connect_DB()函数以外被单独调用。我们只能通过调用外部函数connect_DB()来访问它，这样一来，程序的安全性便有了很大的提高。
- 合理的使用函数嵌套，能够提高程序的运行效率。
def factorial(input):
# validation check
if not isinstance(input, int):
raise Exception('input must be an integer.')
if input < 0:
raise Exception('input must be greater or equal to 0' )
...
def inner_factorial(input):
if input <= 1:
return 1
return input * inner_factorial(input-1)
return inner_factorial(input)
print(factorial(5))
以上函数使用嵌套就可以达到输入是否合法只用检查一次。如果不是嵌套函数，就会在每次调用递归都会去检查一次，会降低程序的运行效率。
函数变量的作用域
如果变量是在函数内部定义的，被称为局部变量，只在函数内部有效。一旦函数执行完毕，局部变量就会被回收，无法访问。
相对应的，全局变量则是定义在整个文件层次上的。可以在文件内的任何地方被访问。不过，我们不能在函数内部随意改变全局变量的值。
如果一定要在函数内部改变全局变量的值，就必须加上global这个声明。
MIN_VALUE = 1
MAX_VALUE = 10
def validation_check(value):
global MIN_VALUE
...
MIN_VALUE += 1
...
validation_check(5)
这里的 global 关键字，并不表示重新创建了一个全局变量 MIN_VALUE，而是告诉 Python 解释器，函数内部的变量 MIN_VALUE，就是之前定义的全局变量，并不是新的全局变量，也不是局部变量。这样，程序就可以在函数内部访问全局变量，并修改它的值了。
类似的，对于嵌套函数来说，内部函数可以访问外部函数定义的变量，但是无法修改，若要修改，必须加上nonlocal这个关键字。
闭包
闭包其实和刚刚讲的嵌套函数类似，不同的是，这里外部函数返回的是一个函数，而不是一个具体的值。返回的函数通常赋于一个变量，这个变量可以在后面被继续执行调用。
# 计算一个数的n次幂
def nth_power(exponent):
def exponent_of(base):
return base ** exponent
return exponent_of # 返回值是exponent_of函数
square = nth_power(2) # 计算一个数的平方
cube = nth_power(3) # 计算一个数的立方
square
# 输出
<function __main__.nth_power.<locals>.exponent(base)>
cube
# 输出
<function __main__.nth_power.<locals>.exponent(base)>
print(square(2)) # 计算2的平方
print(cube(2)) # 计算2的立方
# 输出
4 # 2^2
8 # 2^3
使用闭包的一个原因，是让程序变得更简洁易读。另一个是函数开头需要做一些额外工作，而你又需要多次调用这个函数时，将那些额外工作的代码放在外部函数，就可以减少多次调用导致的不必要的开销，提高程序的运行效率。
为什么要使用闭包
闭包，顾名思义，就是一个封闭的包裹，里面包裹着自由变量，就像在类里面定义的属性值一样，自由变量的课件范围随同包裹，哪里可以访问到这个包裹，哪里就可以访问到这个自由变量。
一般来说，当对象中只有一个方法时，这时使用闭包是更好的选择。
这比用类来实现更优雅，此外装饰器也是基于闭包的一中应用场景。
所有函数都有一个 __closure__属性，如果这个函数是一个闭包的话，那么它返回的是一个由 cell 对象 组成的元组对象。cell 对象的cell_contents 属性就是闭包中的自由变量。
def adder(x,z):
def wrapper(y):
return x + y + z
return wrapper
adder5 = adder(5, 8)
print(adder5(10)) #23
print(adder5(11)) #24
print(adder5) #<function adder.<locals>.wrapper at 0x102bf3840>
print(adder5.__closure__) #(<cell at 0x102bb04f8: int object at 0x10096ca00>, <cell at 0x102bb05b8: int object at 0x10096ca60>)
print(adder5.__closure__[1].cell_contents) #8
