函数的高级应用

函数闭包

• 函数闭包（Function Closure）是一个重要的编程概念，它涉及到函数和其所在作用域的相互关系。一个闭包是一个函数，它不仅包含自身的代码，还包含了在函数定义时可访问的外部作用域的变量。这意味着闭包函数可以访问其外部作用域中定义的变量，即使在外部作用域已经销毁或不再可见的情况下也可以如此。

  def outer_function(x):
      def inner_function(y):
          return x + y
      return inner_function
  
  closure = outer_function(10)  # 创建一个闭包
  result = closure(5)  # 调用闭包函数
  
  print(result)  # 输出 15

迭代器

• 迭代器（Iterator）是一种用于遍历可迭代对象（Iterable）的对象或数据结构。可迭代对象是一种包含多个元素的数据结构，例如列表、元组、集合、字典等。迭代器允许按顺序逐个访问可迭代对象的元素，而不必提前加载整个数据集到内存中，这对于处理大型数据集和节省内存非常有用。
• 迭代器通常具有以下特征：
  1. __iter__ 方法：迭代器对象必须实现一个 __iter__ 方法，该方法返回迭代器本身。这允许迭代器在迭代上下文中使用，例如 for 循环。
  2. __next__ 方法：迭代器对象必须实现一个 __next__ 方法，该方法返回可迭代对象的下一个元素。如果没有更多的元素可供迭代，__next__ 方法应该引发 StopIteration 异常。
  3. 记录状态：迭代器通常会在内部维护一个状态，以跟踪当前迭代的位置，以便在每次调用 __next__ 方法时返回下一个元素。

     my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
     my_iterator = iter(my_list)  # 获取迭代器
     
     try:
         while True:
             element = next(my_iterator)
             print(element)
     except StopIteration:
         pass

生成器

• 生成器（Generator）是Python中一种特殊类型的可迭代对象，用于按需生成数据而不一次性生成所有数据。生成器允许你定义一个函数，其中包含 yield 语句，该语句在每次调用生成器时生成一个值，并保留生成器的状态，以便在下一次调用时从上次离开的地方继续执行。

• 生成器函数：生成器函数是一个包含 yield 语句的函数。当函数执行到 yield 时，它会生成一个值，并暂停函数的执行，将值返回给调用者。

  def simple_generator():
      yield 1
      yield 2
      yield 3

• 生成器表达式：生成器表达式是一种类似于列表推导式的语法，但使用圆括号而不是方括号。它允许你创建简单的生成器，逐个生成值。

  generator = (x * 2 for x in range(5))

• 迭代生成器：生成器可以通过 for 循环进行迭代，或者你可以使用 next() 函数手动获取生成的值。

  gen = simple_generator()
  for value in gen:
      print(value)
  
  # 或者使用 next() 函数
  gen = simple_generator()
  print(next(gen))  # 输出 1
  print(next(gen))  # 输出 2
  print(next(gen))  # 输出 3

• 生成器的状态：生成器会保持其内部状态，以便在每次生成值后可以从上次离开的地方继续执行。

  def counter():
      i = 0
      while True:
          yield i
          i += 1