python3闭包closure – Python3教程

上一章Python教程请查看：python3生成器generator

在本文中，你将了解什么是Python闭包，如何定义闭包，以及使用闭包的原因。

嵌套函数中的非局部变量

在了解闭包是什么之前，我们必须先了解什么是嵌套函数和非局部变量。

在另一个函数中定义的函数称为嵌套函数，嵌套函数可以访问封闭范围的变量。

在Python中，默认情况下只读取这些非本地变量，为了修改它们，我们必须显式地将它们声明为非本地变量(使用非本地关键字)。

下面是一个嵌套函数访问非本地变量的示例。

def print_msg(msg):
# 这是外部封闭函数

    def printer():
# 这是嵌套函数
        print(msg)

    printer()

# 我们执行这个函数
# 输出: Hello
print_msg("Hello")

我们可以看到，嵌套函数printer()能够访问封闭函数的非本地变量msg。

定义闭包函数

在上面的例子中，如果函数print_msg()的最后一行返回的是printer()函数而不是调用它，会发生什么情况？这意味着函数的定义如下。

def print_msg(msg):
# 这是外部封闭函数

    def printer():
# 这是嵌套函数
        print(msg)

    return printer  

# 现在我们来调用这个函数。
# 输出: Hello
another = print_msg("Hello")
another()

使用字符串“Hello”调用print_msg()函数，并将返回的函数绑定到另一个名称。在调用另一个()时，尽管我们已经完成了print_msg()函数的执行，但是仍然记住了该消息。

这种将一些数据(“Hello”)附加到代码中的技术在Python中称为闭包。

即使变量超出范围或函数本身从当前名称空间中删除，也会记住封闭范围中的这个值。

尝试在Python shell中运行以下代码以查看输出。

>>> del print_msg
>>> another()
Hello
>>> print_msg("Hello")
Traceback (most recent call last):
...
NameError: name 'print_msg' is not defined

什么时候创建闭包？

从上面的例子可以看出，在Python中，当嵌套的函数引用其封闭范围中的值时，我们有一个闭包。

要在Python中创建闭包，必须满足以下几点。

• 我们必须有一个嵌套的函数(函数内的函数)。
• 嵌套函数必须引用封闭函数中定义的值。
• 封闭函数必须返回嵌套函数。

何时使用闭包？

那么闭包有什么好处呢？

闭包可以避免使用全局值，并提供某种形式的数据隐藏，它还可以为这个问题提供一个面向对象的解决方案。

当在类中实现的方法很少(大多数情况下只有一个方法)时，闭包可以提供另一种更好的解决方案，但是当属性和方法的数量增加时，最好实现一个类。

下面是一个简单的示例，其中闭包可能比定义类和创建对象更可取。

def make_multiplier_of(n):
    def multiplier(x):
        return x * n
    return multiplier

times3 = make_multiplier_of(3)

times5 = make_multiplier_of(5)

# 输出: 27
print(times3(9))

# 输出: 15
print(times5(3))

# 输出: 30
print(times5(times3(2)))

Python中的装饰器也大量使用了闭包。

在结束语中，最好指出闭包函数中包含的值是可以找到的。

如果是闭包函数，那么所有函数对象都有一个返回cell对象元组的属性，参考上面的例子，我们知道times3和times5是闭包函数。

>>> make_multiplier_of.__closure__
>>> times3.__closure__
(<cell at 0x0000000002D155B8: int object at 0x000000001E39B6E0>,)

cell对象具有cell_contents属性，该属性存储闭值。

>>> times3.__closure__[0].cell_contents
3
>>> times5.__closure__[0].cell_contents
5