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Python - 閉包Closure

Jason_Geng / 540人閱讀

摘要：恩如期來啦閉包一函數(shù)作為返回值介紹閉包之前，先了解一下函數(shù)作為返回值的情況。例如之前介紹的裝飾器中，就出現(xiàn)了將函數(shù)作為返回值。當(dāng)執(zhí)行時(shí)，相當(dāng)于執(zhí)行，且包含。允許使用關(guān)鍵字創(chuàng)造匿名函數(shù)。例如調(diào)用默認(rèn)可以把匿名函數(shù)作為返回值返回，例如

恩~ 如期來啦“閉包”~

一、函數(shù)作為返回值

介紹“閉包”之前，先了解一下函數(shù)作為返回值的情況。
高階函數(shù)除了可以接收函數(shù)作為參數(shù)外，還可以把函數(shù)作為結(jié)果值返回。例如之前介紹的裝飾器中，就出現(xiàn)了將函數(shù)作為返回值。

二、閉包 1、產(chǎn)生閉包的條件以及作用

什么是閉包？
當(dāng)在函數(shù)中嵌套另一個(gè)函數(shù)時(shí)，如果內(nèi)部函數(shù)引用了外部函數(shù)的變量，則可能產(chǎn)生閉包。
所以閉包產(chǎn)生的三個(gè)條件（缺一不可）：

1、必須嵌套一個(gè)內(nèi)部函數(shù)

2、內(nèi)部函數(shù)必須引用外部函數(shù)的變量

3、外部函數(shù)必須返回內(nèi)部函數(shù)

那為什么要試用閉包，閉包的作用呢？

1、閉包可以根據(jù)外部函數(shù)的局部變量來得到不同的結(jié)果

2、當(dāng)閉包執(zhí)行完成后，仍可以保持當(dāng)前的運(yùn)行環(huán)境，執(zhí)行結(jié)果依賴于該函數(shù)上一次的運(yùn)行結(jié)果

2、閉包舉例

栗子一：求序列之和

>>> def calc_sum(*args):
...     ax = 0
...     for n in args:
...         ax = ax + n
...     return ax  # 返回變量
...
>>> calc_sum(1,2,3)
6

但是，現(xiàn)在如果要求不需要立即取得求和結(jié)果，而是在后面的代碼中，根據(jù)需要再計(jì)算，該怎么弄呢？
我們可以不返回求和的結(jié)果，而返回求和的函數(shù)，如下：

>>>def lazy_sum(*args):
...    def sum():            # sum()是內(nèi)部函數(shù)，可以利用外部函數(shù)的參數(shù)
...        ax = 0
...        for n in args:    # sum()中使用外部函數(shù)的局部變量
...            ax = ax + n 
...        return ax
...    return sum            # 形成閉包，此時(shí)，*args保存在返回的函數(shù)中
...
>>>f = lazy_sum(1,3,5,7,9)
>>>f          # 此時(shí)返回的是求和函數(shù)
>>> f()       # 調(diào)用函數(shù)f()時(shí)，才真正計(jì)算求和的結(jié)果
25

注意：

lazy_sum()函數(shù)的內(nèi)部執(zhí)行順序，執(zhí)行f時(shí)，運(yùn)行到return sum處，*args保存在返回函數(shù)中，返回的是sum()函數(shù)。當(dāng)執(zhí)行f()時(shí)，相當(dāng)于執(zhí)行sum()，且包含*args。

當(dāng)我們調(diào)用lazy_sun()時(shí)，每次都會(huì)返回一個(gè)新的函數(shù)，即使傳入相同的參數(shù)，但是f()調(diào)用結(jié)果不影響。

我們來驗(yàn)證第二點(diǎn)：

# 但是調(diào)用 f1() 與f2()的調(diào)用結(jié)果互不影響
>>> f1 = lazy_sum(1,3,5,7,9)
>>> f2 = lazy_sum(1,3,5,7,9)
>>> f1
.sum at 0x013DD618>
>>> f2
.sum at 0x02F92DF8>
>>> f1 == f2
False
>>> f1() == f2()
True
>>> f1()
25
>>> f2()
25
>>> id(f1())
1627215984
>>> id(f2())
1627215984

說明：f1與f2返回函數(shù)的位置不一樣，所以f1==f2返回結(jié)果為False。
但是不影響最后的執(zhí)行結(jié)果，f1()與f2()的執(zhí)行結(jié)果均為25，且用id()進(jìn)行查看，指向是同一塊區(qū)域。

栗子二：

def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f():         # 返回函數(shù)f()放在循環(huán)里
            return i*i
    fs.append(f)
    return fs
f1, f2, f3 = count()

實(shí)際執(zhí)行結(jié)果為：f1=9 f2=9 f3=9
可能與實(shí)際想的（[1,4,9]）有點(diǎn)不一樣。因?yàn)?b>f()函數(shù)放在了for循環(huán)里，只有當(dāng)循環(huán)結(jié)束后，最后才返回i=3的執(zhí)行結(jié)果9。
所以返回函數(shù)最好不要引用任何循環(huán)變量，或者說后續(xù)可能變化的量。那如何來修改呢？

def count():
    def f(j):
        def g():
            return j*j      # 形成閉包
        return g
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        fs.append(f(i))      # 一個(gè)i值進(jìn)入后，f(i)立刻被執(zhí)行，并加入到fs中
    return fs

f1, f2, f3 = count()  # 返回函數(shù)g沒有引用j

最后結(jié)果：[1,4,9] 即f1=1 f2=4 f3=9

三、匿名函數(shù)lambda

定義：匿名函數(shù)指一類無需定義標(biāo)識(shí)符函數(shù)名的函數(shù)或者子程序。Python允許使用lambda關(guān)鍵字創(chuàng)造匿名函數(shù)。

語法：lambda 參數(shù):表達(dá)式
或者 lambda 形參1,…,形參n : function(形參),入?yún)?,…,入?yún)

注意：1、lambda函數(shù)可以接收任意多個(gè)參數(shù)并且返回單個(gè)表達(dá)式的值；
2、lambda中不能包含命令，返回的表達(dá)式不能超過一個(gè)。

優(yōu)點(diǎn)：1、可以省去定義函數(shù)的過程，精簡代碼；
2、對于一些抽象的、不會(huì)重復(fù)使用的函數(shù)可以用lambda進(jìn)行定義。

例子：

>>> list( map( lambda x: x*x ,[1,2,3] ) )
[1, 4, 9]

其中lamdba x : x*x 實(shí)現(xiàn)的是：def f(x): return x*x 的功能。

可以把匿名函數(shù)賦值給一個(gè)變量，再利用變量調(diào)用該函數(shù)。例如：

>>> f = lambda x:x*x  
>>> f(5) # 調(diào)用
>>> g = lambda x,y=2 : x*y
>>> g(2,4)
8
>>> g(2)    # 默認(rèn)y=2
4

可以把匿名函數(shù)作為返回值返回，例如：

return lambda x:x*x

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