本文主要是介绍如何正确理解Python函数是第一类对象，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
正确理解 Python函数，能够帮助我们更好地理解 Python 装饰器、匿名函数（lambda）、函数式编程等高阶技术。
函数（Function）作为程序语言中不可或缺的一部分，太稀松平常了。但函数作为第一类对象（First-Class Object）却是 Python 函数的一大特性。那到底什么是第一类对象（First-Class Object）呢？
第一类对象不一定是面向对象程序设计所指的物件，而可以指任何程序中的实体。一般第一类对象所特有的特性为：
可以被存入变量或其他结构
可以被作为参数传递给其他函数
可以被作为函数的返回值
可以在执行期创造，而无需完全在设计期全部写出
即使没有被系结至某一名称，也可以存在
函数是对象
在 Python 中万物皆为对象，函数也不例外，函数作为对象可以赋值给一个变量、可以作为元素添加到集合对象中、可作为参数值传递给其它函数，还可以当做函数的返回值，这些特性就是第一类对象所特有的。
先来看一个简单的例子
| 1 2 3 4 5 | >>> def foo ( text ) : . . . return len ( text ) . . . >>> foo ( "zen of python" ) 13 |
这是一个再简单不过的函数，用于计算参数 text 的长度，调用函数就是函数名后面跟一个括号，再附带一个参数，返回值是一个整数。
函数身为一个对象，拥有对象模型的三个通用属性：id、类型、和值。
| 1 2 3 4 5 6 | >>> id ( foo ) 4361313816 >>> type ( foo ) < class 'function' > >>> foo < function foo at 0x103f45e18 > |
作为对象，函数可以赋值给一个变量
| 1 2 | >>> bar = foo function |
赋值给另外一个变量时，函数并不会被调用，仅仅是在函数对象上绑定一个新的名字而已。
| 1 2 3 | >>> bar ( "zen of python" ) 13 >>> |
同理，你还可以把该函数赋值给更多的变量，唯一变化的是该函数对象的引用计数不断地增加，本质上这些变量最终指向的都是同一个函数对象。
| 1 2 3 4 5 | >>> a = foo >>> b = foo >>> c = bar >>> a is b is c True |
函数可以存储在容器
容器对象（list、dict、set等）中可以存放任何对象，包括整数、字符串，函数也可以作存放到容器对象中，例如
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | >>> funcs = [ foo , str , len ] >>> funcs [ < function foo at 0x103f45e18 > , < class 'str' > , < built - in function len > ] >>> for f in funcs : . . . print ( f ( "hello" ) ) . . . 5 hello 5 >>> |
foo 是我们自定义的函数，str 和 len 是两个内置函数。for 循环逐个地迭代出列表中的每个元素时，函数对象赋值给了 f 变量，调用 f(“hello”) 与 调用 foo(“hello”) 本质是一样的效果，每次 f 都重新指向一个新的函数对象。当然，你也可以使用列表的索引定位到元素来调用函数。
| 1 2 3 | >>> funcs [ 0 ] ( "Python之禅" ) # 等效于 foo("Python之禅") 8 |
函数可以作为参数
函数还可以作为参数值传递给另外一个函数，例如：
| 1 2 3 4 5 6 | >>> def show ( func ) : . . . size = func ( "python 之禅" ) # 等效于 foo("Python之禅") . . . print ( "length of string is : %s" % size ) . . . >>> show ( foo ) length of string is : 9 |
函数可以作为返回值
函数作为另外一个函数的返回值，例如：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | >>> def nick ( ) : . . . return foo >>> nick < function nick at 0x106b549d8 > >>> a = nick ( ) >>> a < function foo at 0x10692ae18 > >>> a ( "python" ) 6 还可以简写为 >>> nick ( ) ( "python" ) 6 |
函数接受一个或多个函数作为输入或者函数输出（返回）的值是函数时，我们称这样的函数为高阶函数，比如上面的 show 和 nick 都属于高阶函数。
Python内置函数中，典型的高阶函数是 map 函数，map 接受一个函数和一个迭代对象作为参数，调用 map 时，依次迭代把迭代对象的元素作为参数调用该函数。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 | >>> map ( foo , [ "the" , "zen" , "of" , "python" ] ) >>> lens = map ( foo , [ "the" , "zen" , "of" , "python" ] ) >>> list ( lens ) [ 3 , 3 , 2 , 6 ] map 函数的作用相当于： >>> [ foo ( i ) for i in [ "the" , "zen" , "of" , "python" ] ] [ 3 , 3 , 2 , 6 ] |
只不过 map 的运行效率更快一点。
函数可以嵌套
Python还允许函数中定义函数，这种函数叫嵌套函数。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | >>> def get_length ( text ) : . . . def clean ( t ) : # 2 . . . return t [ 1 : ] . . . new_text = clean ( text ) # 1 . . . return len ( new_text ) . . . >>> get_length ( "python" ) 5 >>> |
这个函数的目的是去除字符串的第一个字符后再计算它的长度，尽管函数本身的意义不大，但能足够说明嵌套函数。get_length 调用时，先执行1处代码，发现有调用 clean 函数，于是接着执行2中的代码，把返回值赋值给了 new_text ，再继续执行后续代码。
| 1 2 3 4 | >>> clean ( "python" ) Traceback ( most recent call last ) : File "<stdin>" , line 1 , in < module > NameError : name 'clean' is not defined |
函数中里面嵌套的函数不能在函数外面访问，只能是在函数内部使用，超出了外部函数的做用域就无效了。
实现了 __call__ 的类也可以作为函数
对于一个自定义的类，如果实现了 __call__ 方法，那么该类的实例对象的行为就是一个函数，是一个可以被调用（callable)的对象。例如：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 | class Add : def __init__ ( self , n ) : self . n = n def __call__ ( self , x ) : return self . n + x >>> add = Add ( 1 ) >>> add ( 4 ) >>> 5 执行 add ( 4 ) 相当于调用 Add . _call__ ( add , 4 )， self 就是实例对象 add， self . n 等于 1，所以返回值为 1 + 4 add ( 4 ) || Add ( 1 ) ( 4 ) || Add . __call__ ( add , 4 ) [ / code ] 确定对象是否为可调用对象可以用内置函数 callable来判断。 [ code lang = "python" ] >>> callable ( foo ) True >>> callable ( 1 ) False >>> callable ( int ) True |
总结
Python中包含函数在内的一切皆为对象，函数作为第一类对象，支持赋值给变量，作为参数传递给其它函数，作为其它函数的返回值，支持函数的嵌套，实现了__call__方法的类实例对象也可以当做函数被调用。
这篇关于如何正确理解Python函数是第一类对象的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
