Python  闭包 (Closure)

这里介绍一下python 的闭包

基本概念

闭包(closure)是函数式编程的重要的语法结构。

函数式编程的一个特点就是,允许把函数本身作为参数传入另一个函数,还允许返回一个函数!

Python对函数式编程提供部分支持。由于Python允许使用变量,因此,Python不是纯函数式编程语言。

闭包(closure)是函数式编程的重要的语法结构。函数式编程是一种编程范式 (而面向过程编程和面向对象编程也都是编程范式)。

在面向过程编程中,我们见到过函数(function);在面向对象编程中,我们见过对象(object)。

函数和对象的根本目的是以某种逻辑方式组织代码,并提高代码的可重复使用性(reusability)。

闭包也是一种组织代码的结构,它同样提高了代码的可重复使用性。

不同的语言实现闭包的方式不同。Python以函数对象为基础,

为闭包这一语法结构提供支持的 (我们在特殊方法与多范式中,已经多次看到Python使用对象来实现一些特殊的语法)。

Python一切皆对象,函数这一语法结构也是一个对象。

在函数对象中,我们像使用一个普通对象一样使用函数对象,比如更改函数对象的名字,或者将函数对象作为参数进行传递。

函数对象的作用域

和其他对象一样,函数对象也有其存活的范围,也就是函数对象的作用域。

函数对象是使用def语句定义的,函数对象的作用域与def所在的层级相同。

比如下面代码,我们在next函数的隶属范围内定义的函数test,就只能在test的隶属范围内调用。

def test():

    def next():
print('next') print('test') test() # 执行结果
> test

再看下面代码

def test():

    def next():
print('next')
next()
print('test')
next()
test() # 执行结果
> next
> test
> next

引入闭包

函数是一个对象,所以可以作为某个函数的返回结果。

def hello(greet):

    def setName(name):
print(greet,name)
return setName Hello = hello("Good Morning") Hello('Yang') print(dir(Hello)) print(Hello.__closure__) print(Hello.__closure__[0].cell_contents) print(Hello.__name__) print(id(Hello)) Hellob = hello("Good Afternoon") Hellob('Yang')
print(Hello.__name__) print(id(Hellob)) # 执行结果
#> Good Morning Yang
#> ['__annotations__', '__call__', '__class__', '__closure__', '__code__', '__defaults__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__get__', '__getattribute__', '__globals__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__kwdefaults__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__name__', '__ne__', '__new__', '__qualname__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']
#> (<cell at 0x0000026D9A8078B8: str object at 0x0000026D9A966370>,)
#> Good Morning
#> setName
#> 1779595040560
#> Good Afternoon Yang
#> setName
#> 1779595040696

闭包只是在表现形式上跟函数类似,但实际上不是函数。

从代码的结果中可以看到,闭包在运行时可以有多个实例,不同的引用环境变量(这里就是greet变量)和相同的函数(这里就是setName)组合可以产生不同的实例。

一个函数和它的环境变量合在一起,就构成了一个闭包(closure)。在Python中,所谓的闭包是一个包含有环境变量取值的函数对象。环境变量取值被保存在函数对象的__closure__属性中。

__closure__里包含了一个元组(tuple)。这个元组中的每个元素是cell类型的对象。我们看到第一个cell包含的就是Good Morning,也就是我们创建闭包时的环境变量greet的取值。

Python中怎么创建闭包

在Python中创建一个闭包可以归结为以下三点:

  • 闭包函数必须有内嵌函数
  • 内嵌函数需要引用该嵌套函数上一级中的变量
  • 闭包函数必须返回内嵌函数

通过这三点,就可以创建一个闭包

闭包实例

def closureFun():
'''闭包'''
a = 5
def add(x): # 1 闭包函数必须有内嵌函数
return x + a # 内嵌函数需要引用该嵌套函数上一级中的变量 a
return add # 闭包函数必须返回内嵌函数
print(locals()) c = closureFun() # 实例化函数 closureFun 返回 函数add
sum = c(6) # 调用add ,并传参 ,此时返回 x + a = 6 + 5 = 11 print(sum) # print(globals())

Python中的内建函数locals()和globals()可以用来查看不同namespace中定义的元素。

总结

本文介绍了如何通过Python创建一个闭包,以及Python创建的闭包是如何工作的。

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