python闭包

目录

一、概念

在离散数学抽象的理论中,闭包就是由一个属性直接或间接推导出的所有属性的集合

而程序设计中的闭包,维基给出的定义是:
在一些语言中,在函数中可以(嵌套)定义另一个函数时,如果内部的函数引用了外部的函数的变量,则可能产生闭包。闭包可以用来在一个函数与一组“私有”变量之间创建关联关系。在给定函数被多次调用的过程中,这些私有变量能够保持其持久性。

说白了就是外部函数嵌套了一个内部函数,在外部函数里面与内部函数同级处包含有其他变量,随后外部函数返回内部函数
就像这样:

def func():
    num = 3
    def innerfunc():
        print(num)
    return innerfunc

myfunc = func()

此时myfunc就是一个闭包,他不仅仅是innerfunc函数的引用,其实他还包含了num = 3这个变量

myfunc(1)
myfunc(2)

输出:
>>> 4
    5

print(num)

输出:
>>> NameError: name 'num' is not defined

可以看到在myfunc中可以使用num变量,而无法通过外部直接访问num,这也从另一方面说明了闭包的性质


二、进一步探索

形成闭包之后,闭包函数会获得一个非空的__closure__属性(普通函数是一个不具备闭包的函数,它的__closure__属性是None),这个属性是一个元组。元组里面的对象为cell对象,而访问cell对象的cell_contents属性则可以得到闭包变量的当前值(即上一次调用之后的值)。而随着闭包的继续调用,变量会再次更新。一旦形成闭包之后,python会将closure和闭包函数绑定作为储存闭包变量的场所

def func():
    num1 = 1
    num2 = 2
    num3 = 3
    def innerfunc():
        print(num1 + num2 + num3)
    return innerfunc

myfunc = func()

我们通过交互式的ipython查看myfunc的__closure__属性:

>>> myfunc.__closure__
(<cell at 0x0000022B4DFF69D8: int object at 0x000000006C2260E0>,)

>>> myfunc.__closure__[0].cell_contents
1

>>> myfunc.__closure__[1].cell_contents
2

>>> myfunc.__closure__[2].cell_contents
3
### Python 闭包的概念 在 Python 中,闭包是指一个函数对象能够记住它被创建的作用域中的变量。即使这些作用域已经不可用了,闭包仍然可以访问它们。这种特性使得闭包成为一种强大的工具,用于封装状态并提供更灵活的功能设计。 当内部函数引用外部函数的局部变量时,就形成了闭包[^1]。需要注意的是,闭包不仅限于嵌套函数的情况;只要满足条件——即存在自由变量绑定到其所在环境,则该结构就可以称为闭包。 下面是一个简单的例子展示如何构建以及使用基本形式下的 python closures: ```python def outer_function(text): def inner_function(): print(text) return inner_function my_closure = outer_function('Hello World!') my_closure() # 输出 'Hello World!' ``` 在这个示例中, `outer_function` 返回了一个指向 `inner_function` 的引用而不是调用执行这个函数本身; 当我们之后通过变量名 (`my_closure`) 来触发此返回值的时候才会真正运行其中的内容. 另外值得注意的一点是关于修改外层作用域内的可变对象(比如列表或者字典), 我们可以直接对其进行更改而无需声明 global 或者 nonlocal 关键词. 下面给出一段代码说明这一现象: ```python def make_adder(x): y = [] def add(z): y.append(z+x) return sum(y) return add adder = make_adder(5) print(adder(3)) # 结果为8 print(adder(-2)) # 结果为6 (因为y=[8,-7], 所以sum=6) ``` 上述程序展示了闭包的一个重要应用领域—工厂模式,在这里每次调用都会累积之前的结果直到最终得到总。 最后提醒一点就是如果尝试改变不可变得数值型参数则需要借助nonlocal关键字来进行操作了。 ###
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