轻松理解python中的闭包和装饰器（上）

继面向对象编程之后函数式编程逐渐火起来了，在python中也同样支持函数式编程，我们平时使用的map, reduce, filter等都是函数式编程的例子。在函数式编程中，函数也作为一个变量存在，对应的函数名就是这个变量的名字，我们可以重新对其赋值，例如abs=len， abs( [1,2,3] ) 返回的是数字3。既然函数是个变量那我们就可以将函数做为参数，和返回值进行传递。

首先我们讲解函数做为返回值：

 def outFunc():
     print 'call outFunc()...'

     def inFunc():
         print 'call inFunc()...'

     return inFunc   #返回定义好的函数

　在上面的函数定义中，我们在函数 outFunc 内部又定义了一个函数 inFunc。准确来说是定义了一个函数对象，用 inFunc 做为它的名字。最后外层函数 outFunc 返回变量 inFunc，也就是这个函数对象。我们可以通过调用outFunc获得这个对象：

 >>> x = outFunc()   # 调用outFunc()
 call outFunc()...
 >>> x               # 变量x是outFunc()返回的函数：
 <function inFunc at 0x1037bf320>
 >>> x()             # x指向函数，因此可以调用
 call inFunc()...    # 调用x()就是执行inFunc()函数定义的代码

请注意区分返回函数和返回值：

 def myabs():
     return abs        # 返回函数
 def myabs2(x):
     return abs(x)   # 返回函数调用的结果，返回值是一个数值

通过返回函数我们可以把一些计算延迟执行。例如，如果定义一个普通的求和函数：

 def calc_sum(lst):
     return sum(lst)

调用calc_sum()函数时，将立刻计算并得到结果：

 >>> calc_sum([1, 2, 3, 4])
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但是，如果返回一个函数，就可以“延迟计算”：

 def calc_sum(lst):
     def lazy_sum():
         return sum(lst)
     return lazy_sum

 >>> f = calc_sum([1, 2, 3, 4])  # 调用calc_sum()并没有计算出结果，而是返回函数:
 >>> f
 <function lazy_sum at 0x1037bfaa0>
 >>> f()                        # 对返回的函数进行调用时，才计算出结果:
 10

由于可以返回函数，我们在后续代码里就可以决定到底要不要调用该函数。 此外还有一个优点就是内部定义的函数无法被外部访问，例如lazy_sum函数无法被直接调用，只能通过calc_sum进行调用。

同时注意我们在lazy_sum中引用了 calc_sum 的参数 lst， 用 f 接收返回的函数，再调用 f 时我们并没有传递参数，但它仍然可以继续工作，说明 lst 已经被绑定在lazy_sum内部了，成为函数的一部分，我们调用函数自然就可以操作 lst 求得 lst的和。

像这种内层函数引用了外层函数的变量（参数也算变量），然后返回内层函数的情况，称为闭包（Closure）。

闭包的特点是返回的函数还引用了外层函数的局部变量，所以，要正确使用闭包，就要确保引用的局部变量在函数返回后不能变。举例如下：

 # 希望一次返回3个函数，分别计算1x1,2x2,3x3:
 def count():
     fs = []
     for i in range(1, 4):
         def f():
              return i*i
         fs.append(f)
     return fs

 f1, f2, f3 = count()   #进行调用

你可能认为调用f1()，f2()和f3()结果应该是1，4，9，但实际结果全部都是 9（请自己动手验证）。

原因就是当count()函数返回了3个函数时，这3个函数所引用的变量 i 的值已经变成了3。由于f1、f2、f3并没有被调用，所以，此时他们并未计算 i*i，当 f1 被调用时：

 >>> f1()
 9     # 因为f1现在才计算i*i，但现在i的值已经变为3

因此，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。

考察下面的函数 f:

 def f(j):
     def g():
         return j*j

     return g

它可以正确地返回一个闭包g，g所引用的变量j不是循环变量，因此将正常执行。

在count函数的循环内部，如果借助f函数，就可以避免引用循环变量 i 。

 def count():
     fs = []

     for i in range(1, 4):
         def f(j):
             def g():
                 return j*j   # g所引用的变量j不是循环变量,而是上层函数传递进来的参数
             return g

         r = f(i)
         fs.append(r)
     return fs

 f1, f2, f3 = count()         #进行调用
 print f1(), f2(), f3()     

讲完了函数做为返回值，下一节我们讲解函数做为参数和装饰器的相关概念，精彩继续。