cs61a学习笔记 高阶函数实例

今天在做cs61a的Hog项目时，遇到了高阶函数实例，花了一番心思研究，将遇到的问题和其分析列举下来：
在pythontutor上运行了几十遍，一步一步看，终于理清楚代码运行方式。
高阶函数 例1

困惑点描述：return announce_lead_changes(leader)
1.当say函数执行到return时，就会调用ann函数并生成新的函数框架f3，再次返回say（此时的say与之前不同，在f3框架下）。
2.return结果赋值给f1
3.当下一行调用f1 时，执行f3 框架下的 say 函数。

高阶函数 例2

def say_scores(score0, score1):
    """输出两玩家分别得分"""
    print("Player 0 now has", score0, "and Player 1 now has", score1)
    return say_scores
def announce_lead_changes(prev_leader=None):
 """输出两玩家分数差"""
    def say1(score0, score1):
        if score0 > score1:
            leader = 0
        elif score1 > score0:
            leader = 1
        else:
            leader = None
        if leader != None and leader != prev_leader:
            print('Player', leader, 'takes the lead by', abs(score0 - score1))
        return announce_lead_changes(leader)
    return say1
def both(f, g):
    def say2(score0, score1):
        return both(f(score0, score1), g(score0, score1))
    return say2
h0 = both(say_scores, announce_lead_changes())
h1 = h0(10, 0)
h2 = h1(10, 6)
''' 执行结果：
    >>> h0 = both(say_scores, announce_lead_changes())
    >>> h1 = h0(10, 0)
    Player 0 now has 10 and Player 1 now has 0
    Player 0 takes the lead by 10
    >>> h2 = h1(10, 6)
    Player 0 now has 10 and Player 1 now has 6'''

困惑点2：h0 = both(say_scores, announce_lead_changes())
1.python 根据实参自动识别形参的类型，上条语句中，实参1是函数类型，而实参2是ann这个函数值（目前不能确定类型）
2.当执行到这一条语句时，先调用执行ann f1这个函数
3.执行完毕返回值是say1这个函数，即形参g指向say1（注意say1函数在f1框架内，是局部量）
4.得到实参2的返回值后，再执行both f2函数（此时可以判断两个实参都是函数类型，但一个为全局量，一个为局部量，即图中f和g）
5.此行代码执行完毕，both返回值为嵌套函数say2

最终结果：h0=say2（say2定义在f2框架内）

困惑点3： h1 = h0(10, 0)
1.调用h0（即both内部的say2函数)
2执行say2 f3函数，return both(f(score0, score1), g(score0, score1))
3.score0, score1 是 f3 框架内局部变量，因此此语句同为
return both(f(10，0), g(10，0))
将这条语句分为三部分
第一部分：
f（10，0）
1.1 f在both 框架内，指向全局函数say_scores（由前一条语句而来）
1.2 调用say_scores（10，0）f4(全局函数)
1.3执行print后，返回 仍是 say_scores函数(global 框架内)
1.4 f（10，0）执行结果：输出各玩家得分并将say_scores函数返回
第二部分：
g(10，0)
2.1 g 在f1框架内，指向局部函数say1，
2.2调用say1(10，0) f5
2.3执行print后，返回是函数值announce_lead_changes(leader)
2.4 g(10，0)执行结果：输出两玩家分数差并将announce_lead_changes(leader)返回
第三部分：
both(f(10，0), g(10，0))
3.1 调用both函数，此时：both（say_scores，announce_lead_changes(leader)）
3.2 仍然先执行announce_lead_changes(leader) f6，返回say1（属于ann，即f6框架内）
3.3 both（say_scores，say1） 再走一遍both f7，返回say2（f7框架下）

最终结果h1=say2,中间打印两行文字（say2定义在f7内）

结论：
上述两例可以看出，嵌套函数可实现：
1.实现函数的连续套用
如例一中 announce_lead_changes函数的调用方法。
2.新调用的函数可执行多项功能
如例二中 both 函数，正确调用both函数，完成通过一次调用，实现两个功能。