python中的闭包(python基础学习)

本文介绍了Python中返回函数的概念及其实现方式,并通过实例详细解释了闭包的定义、特点及其应用场景。同时,还讨论了如何正确使用闭包来避免局部变量在函数返回后发生改变的问题。

学习python的闭包之前需要先知道python的返回函数。

python的返回函数

python中不仅可以返回int、str、list等数据,还可以返回函数。返回函数和返回函数值不同。

返回函数有延迟执行的效果。返回值是立即被执行给出结果。返回函数可以在需要执行的时候再调用函数执行。

例:编写函数calc_prod,它接收一个list,返回一个函数。返回函数可以计算参数的累积。

def calc_prod(lst):
    def lazy_prod():
        def f(x,y):
            return x*y
        return reduce(f,lst)
    return lazy_prod
    
f = calc_prod([1,2,3,4])
print f  # 返回一个函数
print f()  # 返回函数值
python中的闭包

内层函数引用了外层函数的变量,然后返回内层函数的情况,称之为闭包。

闭包的作用:封装、复用代码。

闭包的特点是返回的函数还使用了外部函数的局部变量,所以要正确的使用闭包,就要确保引用的局部变量在函数返回后不能变。

例如:希望一次返回3个函数,分别计算1*1,2*2,3*3

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

f1, f2, f3 = count()
print f1()  # 9
print f2()  # 9
print f3()  # 9

因为内部函数引用的外部函数的局部变量i在函数返回后值已经改变,所以此处返回的全是9。我们可以将f()函数先看成一个黑盒子,里面具体返回什么信息先不管。在调用函数count()时,i分别等于1、2、3,将3个函数添加到fs中并返回。此时i等于3。然后我们在分别调用3个刚刚返回的f()函数,注意,此时的i已经等于3了。再调用f1()、f2()、f3(),结果均为9。(此处比较抽象,建议先将内部函数f看成一个黑盒子,先不关心具体的内容。)

可以改写函数为:引用一个不变的局部变量。

def count(i):
    def f():
        return i*i
    return f
    
f1 = count(1)
f2 = count(2)
f3 = count(3)
print f1(),f2(),f3() # 1 4 9

f1,f2,f3 = map(count,range(1,4))
print f1(),f2(),f3()  # 1 4 9
def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f(j):
            def g():
                return j*j
            return g
        r = f(i)
        fs.append(r)
    return fs
f1, f2, f3 = count()
print f1(), f2(), f3()


### 闭包函数的定义 在 Python 中,闭包是一种特殊的函数结构,它由一个函数及其相关的环境组成。闭包允许函数访问并记住其定义时所处的词法环境,即使该函数在其外部作用域执行完毕后仍然可以访问这些变量。通常,闭包通过以下方式创建: 1. 定义一个外部函数。 2. 在外部函数内部定义一个内部函数。 3. 内部函数引用外部函数的变量。 4. 外部函数返回内部函数。 例如: ```python def outer_function(msg): message = msg def inner_function(): print(message) return inner_function my_func = outer_function("Hello, World!") my_func() ``` 在上述代码中,`inner_function` 是一个闭包,它访问了 `outer_function` 中的局部变量 `message`,即使 `outer_function` 已经执行完毕,`inner_function` 仍然可以访问并打印 `message` [^4]。 ### 使用场景 闭包Python 编程中有多种应用场景,主要包括: 1. **保持状态**:闭包可以用来保持某些状态,而不需要使用全局变量。这有助于减少命名冲突并提高代码的可维护性。 2. **延迟计算**:闭包可以在需要时才执行某些计算,这对于资源管理非常有用。 3. **装饰器**:闭包是实现装饰器的基础。装饰器本质上是一个接受函数作为参数的闭包,并返回一个新的函数4. **数据封装**:闭包可以用来封装数据,同时提供对外的接口,类似于面向对象编程中的私有变量。 ### 示例 #### 保持状态 闭包可以用来保持状态,例如计数器: ```python def counter(): count = 0 def increment(): nonlocal count count += 1 return count return increment counter_func = counter() print(counter_func()) # 输出 1 print(counter_func()) # 输出 2 ``` 在上述代码中,`increment` 是一个闭包,它保持了 `count` 的状态,并每次调用时递增该值 [^4]。 #### 延迟计算 闭包可以用于延迟计算,例如: ```python def delayed_greeting(name): def greet(): print(f"Hello, {name}!") return greet greet_func = delayed_greeting("Alice") greet_func() # 输出 "Hello, Alice!" ``` 在这个例子中,`greet` 函数是一个闭包,它在定义时记住了 `name` 变量,并在调用时才执行 [^4]。 #### 装饰器 闭包是实现装饰器的关键,例如: ```python def decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): print("Before function call") result = func(*args, **kwargs) print("After function call") return result return wrapper @decorator def say_hello(): print("Hello") say_hello() ``` 在这个例子中,`wrapper` 是一个闭包,它装饰了 `say_hello` 函数,并在调用前后添加了额外的行为 [^4]。 ###
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