函数相关面试题精讲

函数机制是 Python 虚拟机的核心组成部分， 作用域 、名字空间 、闭包、装饰器 等基本概念均与函数机制紧密联系。

正因如此，函数机制也成为 Python 工程师技术面重点讨论的内容。面试不仅考察后续人对相关知识点的理解，而且可通过类似 装饰器设计 这样的编码环节，考察候选人的程序设计能力。

真题讲解

❓Python 中有几个名字空间，分别是什么？Python 变量以什么顺序进行查找？

Python 总共有 4 个名字空间：

局部名字空间 ( locals )
闭包名字空间 ( closures )
全局名字空间 ( globals )
内建名字空间 ( builtin )

Python 查找变量时，依次检查局部、闭包、全局、内建这几个名字空间，直到变量被找到为止。更多详情，请参考虚拟机部分 作用域 与 名字空间 以及函数机制部分 函数调用 相关章节。

❓如何在一个函数内部修改全局变量？

在函数内部用 global 关键字将变量声明为全局，然后再进行修改：

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>>> a = 1
>>> def func():
...     global a
...     a = 2
...
>>> print(a)
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>>> func()
>>> print(a)
2

❓不使用 def 关键字的话，还有什么办法可以创建函数对象？

根据 Python 对象模型，实例对象可以通过调用类型对象来创建。而函数类型对象，理论上可以通过函数对象找到：

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>>> def a():
...     pass
...
>>> function = a.__class__
>>> function
<class 'function'>

实际上，Python 将函数类型对象暴露在 types 模块中，可通过模块属性 FunctionType 访问到：

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>>> from types import FunctionType
>>> FunctionType is function
True

函数对象包含以下要素，只要将这些要素备齐，即可调用函数类型对象创建新函数：

code ，代码对象；
globals ，全局名字空间；
name ，函数名；
argdefs ，默认参数值；
closure ，闭包变量；

我们定义一个函数用于试验，它设置全局变量 value ：

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>>> def set_global_value(v):
...     global value
...     value = v
...

一开始全局名字空间并没有变量 value ，经过 set_global_value 函数设置后便可找到：

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>>> value
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'value' is not defined
>>> set_global_value(10)
>>> value
10
>>> set_global_value(20)
>>> value
20

接下来，我们借助函数类型对象，创建一个与 set_global_value 类似的新函数 sgv ，只不过全局名字空间与我们指定的字典对象 g 绑定：

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>>> g = {}
>>> sgv = FunctionType(set_global_value.__code__, g, 'sgv')

这样一来，调用 sgv 函数设置的全局变量，将保存在指定的全局名字空间，即字典 g 中：

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>>> g
{}
>>> sgv(10)
>>> g
{'value': 10}
>>> sgv(20)
>>> g
{'value': 20}

这个例子纯粹为了演示如何通过函数类型对象创建新函数，虽不具备实际项目用途，但对理解函数运行机制很有帮助。

真题讲解

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