在Python中，函数嵌套是指在一个函数（我们称之为“外部函数”）的内部定义另一个函数（我们称之为“内部函数”）。这种结构允许我们在函数内部创建更复杂的逻辑，或者实现一些需要“隐藏”的功能。
一、如何定义函数嵌套？¶
定义函数嵌套非常简单，只需在外部函数的代码块中，使用def关键字定义内部函数即可。例如：
def outer_function(): # 外部函数
print("这是外部函数 outer_function")
def inner_function(): # 内部函数，定义在外部函数内部
print("这是内部函数 inner_function")
# 现在可以在外部函数中使用内部函数了
inner_function() # 直接调用内部函数
二、如何调用嵌套的函数？¶
内部函数的作用域仅限于外部函数内部，因此直接在外部函数外部调用内部函数会报错。调用方式主要有两种：
1. 在外部函数内部直接调用内部函数¶
最直接的方式是在外部函数中直接使用内部函数名，像调用普通函数一样调用它。例如上面的例子：
outer_function() # 调用外部函数
执行结果：
这是外部函数 outer_function
这是内部函数 inner_function
2. 通过外部函数返回内部函数¶
如果需要在外部函数外部使用内部函数，可以让外部函数返回内部函数对象，然后通过返回的对象调用内部函数。例如：
def outer_function():
def inner_function():
print("这是内部函数 inner_function")
return inner_function # 返回内部函数对象
# 调用外部函数，得到内部函数对象
inner = outer_function()
inner() # 通过返回的对象调用内部函数
执行结果：
这是内部函数 inner_function
三、内部函数与外部函数的变量作用域¶
内部函数可以访问外部函数的变量，但外部函数无法直接访问内部函数的变量。这种“作用域”规则是函数嵌套的核心特性之一：
1. 内部函数访问外部函数的变量¶
内部函数可以直接使用外部函数的参数或局部变量。例如：
def outer_function(x):
def inner_function():
print("外部函数的参数 x 值为：", x) # 内部函数访问外部函数的 x
return inner_function
f = outer_function(100) # 外部函数传入参数 100
f() # 调用内部函数，输出外部函数的 x
执行结果：
外部函数的参数 x 值为： 100
2. 外部函数无法访问内部函数的变量¶
外部函数不能直接访问内部函数的局部变量，因为内部函数的作用域仅限于自身。例如：
def outer_function():
def inner_function():
y = 200 # 内部函数的局部变量
inner_function()
print(y) # 错误！外部函数无法访问内部函数的 y
outer_function()
执行结果会报错：NameError: name 'y' is not defined
四、函数嵌套的常见用途¶
函数嵌套是Python中许多高级特性的基础，例如：
1. 实现闭包（Closure）¶
闭包允许内部函数“记住”外部函数的状态（如变量值），即使外部函数已经执行完毕。例如：
def outer_function(x):
def inner_function():
print("x 的值是：", x) # 内部函数记住 x 的值
return inner_function
f = outer_function(5) # 外部函数执行完毕，但 x=5 被“记住”
f() # 输出：x 的值是：5
2. 实现装饰器（Decorator）¶
装饰器是函数嵌套的经典应用，用于给函数添加额外功能（如计时、日志记录）而不修改原函数代码。例如：
def timer_decorator(func):
def wrapper():
print("开始计时...")
func() # 调用原函数
print("计时结束")
return wrapper
@timer_decorator # 等价于：func = timer_decorator(func)
def func():
print("我是原函数")
func() # 调用装饰后的函数
执行结果：
开始计时...
我是原函数
计时结束
五、总结¶
函数嵌套是Python中强大的特性，通过在外部函数内部定义内部函数，可以实现：
- 代码的模块化和封装（隐藏内部函数细节）；
- 保存临时状态（闭包）；
- 实现装饰器等高级功能。
初学者可以从简单的嵌套调用和变量作用域开始练习，逐步理解其在实际开发中的应用。
练习：尝试写一个函数嵌套的例子，让内部函数访问外部函数的多个变量，并返回内部函数，最后调用它。