016.Python闭包函数以及locals和globals

一 闭包函数

内函数使用了外函数的局部变量,并且外函数把内函数返回出来的过程叫做闭包,这个内函数叫做闭包函数

1.1 闭包函数语法

def outer():
    a = 5
    def inner():
        print(a)
    return inner

对比正常的局部变量

局部变量的生命周期最短,在调用结束之后,立即释放.

def func():
    a = 5
    print(a)
func()
print(a)

执行

1.2 闭包函数的定义

def bibao():
        people = "孙仲谋"
        def caocao_say():
                print("生子当如%s" % (people))
        return caocao_say

func = bibao()
# func = caocao_say
func()

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
生子当如孙仲谋

1.3 闭包函数的特点(升级)

• 内函数使用了外函数的局部变量,外函数的局部变量与内函数发生绑定,延长该变量的生命周期(实际内存给它存储了这个值,暂时不释放)

示例

def grade(str1):
    def func_in(str2):
        print(str1+str2)
    return func_in

a=grade('小李:')
a('语文:118')

b=grade('小红:')
b('语文：109')
b('数学：98')

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
小李:语文:118
小红:语文：109
小红:数学：98

示例2

def family():
        jiejie = "小红"
        meimei = "小明"
        money = 100

        def jiejie_hobby():
                nonlocal money
                money -=40
                print("姐姐%s喜欢买零食，买了辣条钱还剩下%s" % (jiejie,money))
                return money

        def meimei_hobby():
                nonlocal money
                money -= 30
                print("妹妹%s喜欢买衣服,还剩下%s" % (meimei,money))
                return money

        def big_manager():
                return (jiejie_hobby,meimei_hobby)

        return big_manager

func = family()
# func = big_manager
print(func,type(func))
# func() = big_manager()
tup = func()
print(tup,type(tup))

# 调用姐姐
# jiejie = tup[0]
# jiejie()

res1 = tup[0]()
print(res1)
# 调用妹妹
# meimei = tup[1]
# meimei()

res2 = tup[1]()
print(res2)

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
<function family.<locals>.big_manager at 0x7fee9c4f21e0> <class 'function'>
(<function family.<locals>.jiejie_hobby at 0x7fee9c4f20d0>, <function family.<locals>.meimei_hobby at 0x7fee9c4f2158>) <class 'tuple'>
姐姐小红喜欢买零食，买了辣条钱还剩下60
60
妹妹小明喜欢买衣服,还剩下30
30

示例3

def outer(val):
    def inner(num):
        return val + num
    return inner

func = outer(10)
# func = inner
res = func(5)
print(res)

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
15

过程

    func = outer(10)
    val 形参接收到实参值10
    因为内函数使用了外函数的局部变量val,val与内函数发生绑定,延长val的生命周期
    res = func(5)
    num 形参接收到实参值5
    return 10 + 5 => return 15 返回到函数的调用处
    func(5) 是调用处 所以
    res = 15

1.4 获取闭包函数使用的变量

闭包函数.__closure__  返回单元cell  , cell 里面存的是对应的绑定变量
res = func.__closure__  # 获取到一个元组
res = res[0].cell_contents # res[0] 获取元组当中的第一个值 是一个cell单元 通过单元.cell_contents来获取其中的值,就会知道绑定的变量是谁了. cell_contents是一个属性
print(res,type(res))
# print(res.cell_content)
# (<cell at 0x000001D6DAE17708: int object at 0x000000005EC26D30>,)

示例

def outer(val):
        def inner(num):
                return val + num
        return inner

func = outer(10)
# func = inner
res = func(5)
print(res)
print(func.__closure__)
print(func.__closure__,type(func.__closure__))
res = func.__closure__[0]
print(res,type(res))

res = func.__closure__[0].cell_contents
print(res,type(res))

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
15
(<cell at 0x7fe07763b7f8: int object at 0x7fe07750c7e0>,)
(<cell at 0x7fe07763b7f8: int object at 0x7fe07750c7e0>,) <class 'tuple'>
<cell at 0x7fe07763b7f8: int object at 0x7fe07750c7e0> <class 'cell'>
10 <class 'int'>

1.5 闭包的意义

• 闭包可以优先使用外函数中的变量,并对闭包中的值起到了封装保护的作用.外部无法访问.

模拟鼠标点击次数

num = 0
def click():
    global num
    num += 1
    return num
res = click()
res = click()
res = click()
# num = 100  恶意串改,我们获取的值就会出现错误
res = click()
res = click()
print(res)

使用闭包函数重写鼠标点击次数

def click():
        x = 0
        def func():
                nonlocal x
                x+=1
                return x
        return func

click  = click()
res = click()
res = click()
res = click()
x = 100          #恶意修改,但是不影响结果
res = click()
res = click()
print(res)

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
5

二 locals 和 globals

2.1 locals()

返回字典,获取当前作用域的所有内容

• 如果在函数里:获取locals()调用之前,该作用域出现的内容
• 如果在函数外:获取locals()打印返回值之前,该作用域出现的内容

a = 1
b = 2
print(locals())

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
{'__name__': '__main__', 
'__doc__': None,     如果在函数里:获取locals()调用之前,该作用域出现的内容\n    如果在函数外:获取locals()打印返回值之前,该作用域出现的内容\n', 
'__package__': None, 
'__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x7ffa9ddb7208>, 
'__spec__': None, '__annotations__': {}, 
'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 
'__file__': 'test.py', 
'__cached__': None, 
'a': 1, 
'b': 2, 
'func': <function func at 0x7ffa9de8ae18>,      #全局中又这个函数,但是函数内部的局部变量不能获取
'res': {...}, 
'c': 3}

所在作用域是局部命名空间,获取locals() 调用之前所出现的所有局部命名空间内容

c=3
d = 4
def func():
    a = 1
    b = 2

    res = locals()
    c = 3
    print(res)

f = 5
func()

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
{'b': 2, 'a': 1}

2.2 globals()

返回字典,获取全局作用域的所有内容

• 如果在函数里: 获取globals()调用之前,全局作用域出现的内容
• 如果在函数外: 获取globals()打印返回值之前,全局作用域出现的内容

globals在全局作用域中,只获取globals 打印返回值之前的所有全局空间的内容

a = 1
b = 2
res = globals()
print(res)
c = 3

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
{'__name__': '__main__', 
'__doc__': None, 
'__package__': None, 
'__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x7fcd746f5208>, 
'__spec__': None, 
'__annotations__': {}, 
'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 
'__file__': 'test.py', 
'__cached__': None, 
'a': 1, 
'b': 2, 
'res': {...}}

globals在局部作用域中,也仍然获取全局空间的所有内容,但是是在globals,打印返回值之前的所有.

c = 13
d = 14
def func():
        a = 11
        b = 12
        res = globals()
        print(res)
f = 19
func()

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
{'__name__': '__main__', 
'__doc__': None, 
'__package__': None, 
'__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x7f16a5144208>, 
'__spec__': None, 
'__annotations__': {}, 
'__builtins__': <module 
'builtins' (built-in)>, 
'__file__': 'test.py', 
'__cached__': None, 
'c': 13, 
'd': 14, 
'func': <function func at 0x7f16a5217e18>, 
'f': 19}

只获取全局,没有ab的值

动态创建全局变量 利用globals

• globals 返回的是一个系统的全局字典,键是变量名,值是该标量所指向的值

dic = globals()
dic['hero'] = "风流倜傥,高大威猛,威武帅气,万人迷"
print(hero)

# 动态创建5个全局变量p1~p5
def func():
        for i in range(1,6):
                dic["p%d" % (i)] = i

func()
print(p1)
print(p2)
print(p3)
print(p4)
print(p5)

执行

[root@node10 python]# python3 test.py
风流倜傥,高大威猛,威武帅气,万人迷
1
2
3
4
5