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Python 子函数引用

在 Python 中，函数是组织代码的基本单元。通过将代码块封装在函数中，我们可以提高代码的可重用性和可读性。除了主函数，Python 中也可以定义子函数（又称为嵌套函数），即在一个函数内部再定义另一个函数。本文将介绍子函数的概念、用法及示例，并通过一个序列图来帮助理解其调用流程。

子函数的定义与用途

在 Python 中，可以在一个函数内定义另一个函数。此时，外部函数称为“母函数”，内部函数称为“子函数”。子函数可以访问母函数的变量，这种特性使得子函数对母函数有更好的封装性。子函数常用于需要局部性、简化代码，或者当内部逻辑需要重复使用时。

代码示例

以下是一个简单的示例，演示了母函数 outer_function 和子函数 inner_function 的定义及调用。

def outer_function(x):
    def inner_function(y):
        return y + 1
    
    return inner_function(x) * 2

result = outer_function(5)
print(result)  # 输出结果为 12

在这个例子中，outer_function 接收一个参数 x，并定义了一个子函数 inner_function，该子函数接收一个参数 y 并返回 y + 1。最终，母函数返回 inner_function(x) 的值乘以 2，所以传入 5 时，计算过程为：

inner_function(5) 返回 6。
最终结果 6 * 2，所以输出 12。

访问外部变量

子函数可以访问母函数的局部变量。这种特性在需要计算上下文变量的情况下非常有用。

def outer_function(x):
    def inner_function(y):
        return x + y  # 访问外部变量 x
    
    return inner_function(5)

result = outer_function(3)
print(result)  # 输出结果为 8

在上述代码中，inner_function 可以直接访问母函数 outer_function 的参数 x，因此当我们将 x 设置为 3，调用 inner_function(5)，其返回值为 3 + 5，输出结果是 8。

调用序列图

为了更清晰地展示母函数和子函数的调用关系，我们可以使用序列图进行可视化表示。以下是一个调用序列图，展示了 outer_function 如何调用 inner_function。

sequenceDiagram
    participant User
    participant Outer
    participant Inner

    User->>Outer: 调用 outer_function(5)
    Outer->>Inner: 调用 inner_function(5)
    Inner-->>Outer: 返回 6
    Outer-->>User: 返回 12

在这个序列图中，我们可以看到用户调用 outer_function，然后该函数内部调用了 inner_function，最终返回给用户一个结果。