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。