python闭包

函数作为返回值

高阶函数除了可以接受函数作为参数外，还可以把函数作为结果值返回。

我们来实现一个可变参数的求和。通常情况下，求和的函数是这样定义的：

def calc_sum(*args):
    ax = 0
    for n in args:
        ax = ax + n
    return ax

但是，如果不需要立刻求和，而是在后面的代码中，根据需要再计算怎么办？可以不返回求和的结果，而是返回求和的函数：

def lazy_sum(*args):
    def sum():
        ax = 0
        for n in args:
            ax = ax + n
        return ax
    return sum

当我们调用lazy_sum()时，返回的并不是求和结果，而是求和函数：

>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f
<function lazy_sum.<locals>.sum at 0x101c6ed90>

调用函数f时，才真正计算求和的结果：

>>> f()
25

在这个例子中，我们在函数lazy_sum中又定义了函数sum，并且，内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量，当lazy_sum返回函数sum时，相关参数和变量都保存在返回的函数中，这种称为“闭包（Closure）”的程序结构拥有极大的威力。

请再注意一点，当我们调用lazy_sum()时，每次调用都会返回一个新的函数，即使传入相同的参数：

>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f1==f2
False

f1()和f2()的调用结果互不影响。

闭包

注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量args，所以，当一个函数返回了一个函数后，其内部的局部变量还被新函数引用，所以，闭包用起来简单，实现起来可不容易。

另一个需要注意的问题是，返回的函数并没有立刻执行，而是直到调用了f()才执行。我们来看一个例子：

def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f():
             return i*i
        fs.append(f)
    return fs

f1, f2, f3 = count()

在上面的例子中，每次循环，都创建了一个新的函数，然后，把创建的3个函数都返回了。

你可能认为调用f1()，f2()和f3()结果应该是1，4，9，但实际结果是：

>>> f1()
9
>>> f2()
9
>>> f3()
9

全部都是9！原因就在于返回的函数引用了变量i，但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时，它们所引用的变量i已经变成了3，因此最终结果为9。

返回闭包时牢记的一点就是：返回函数不要引用任何循环变量，或者后续会发生变化的变量。

如果一定要引用循环变量怎么办？方法是再创建一个函数，用该函数的参数绑定循环变量当前的值，无论该循环变量后续如何更改，已绑定到函数参数的值不变：

def count():
    def f(j):
        def g():
            return j*j
        return g
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        fs.append(f(i)) # f(i)立刻被执行，因此i的当前值被传入f()
    return fs

再看看结果：

>>> f1, f2, f3 = count()
>>> f1()
1
>>> f2()
4
>>> f3()
9

缺点是代码较长，可利用lambda函数缩短代码。

小结

一个函数可以返回一个计算结果，也可以返回一个函数。

返回一个函数时，牢记该函数并未执行，返回函数中不要引用任何可能会变化的变量。

python中的闭包从表现形式上定义（解释）为：如果在一个内部函数里，对在外部作用域（但不是在全局作用域）的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包(closure).

下面举一个简单的例子来说明。

[python]  view plain  copy

1. >>>def addx(x):  
2. >>>    def adder(y): return x + y  
3. >>>    return adder  
4. >>> c =  addx(8)  
5. >>> type(c)  
6. <type 'function'>  
7. >>> c.__name__  
8. 'adder'  
9. >>> c(10)  
10. 18  

结合这段简单的代码和定义来说明闭包：

如果在一个内部函数里：adder(y)就是这个内部函数，

对在外部作用域（但不是在全局作用域）的变量进行引用：x就是被引用的变量，x在外部作用域addx里面，但不在全局作用域里，

则这个内部函数adder就是一个闭包。

再稍微讲究一点的解释是，闭包=函数块+定义函数时的环境，adder就是函数块，x就是环境，当然这个环境可以有很多，不止一个简单的x

另外，我在网上看到一个非常有意思的解释：

先看看数学上的闭包。

(1,5) 是一个区间，但对这个区间做分析、计算什么的，经常会用到1和5这两个不属于这个区间的值，[1,5]就是(1,5)的闭包。

在生活上，我们办事情，找A部门，A部门说，你先得找B部门盖个章，B部门说，你先得找C部门盖个章，C部门说，这个东西不是我们的职权范围…… 踢皮球，这就是非闭包。闭包就是负责到底，你找到A部门，A部门接待的那个人负责到底，他/她去协调B部门和C部门。

在工程上，闭包就是项目经理，负责调度项目所需要的资源。老板、客户有什么事情，直接找项目经理即可，不用再去找其它的人。

在程序语言中，闭包就是一种语法糖，它以很自然的形式，把我们的目的和我们的目的所涉及的资源全给自动打包在一起，以某种自然、尽量不让人误解的方式让人来使用。至于其具体实现，我个人意见，在不影响使用的情况下，不求甚解即可。在很多情况下，需要在一段代码里去访问外部的局部变量，不提供这种语法糖，需要写非常多的代码，有了闭包这个语法糖，就不用写这么多代码，自然而然的就用了。

这样一来，可以把闭包从一个语法机制提升为一种设计原则：

闭包是从用户角度考虑的一种设计概念，它基于对上下文的分析，把龌龊的事情、复杂的事情和外部环境交互的事情都自己做了，留给用户一个很自然的接口。

我觉得非常清楚的一个参考资料：

http://blog.youkuaiyun.com/marty_fu/article/details/7679297