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Python - 闭包

发表于 更新于 分类 阅读次数： Valine： 1.9k 3 分钟
使用闭包可以很方便的实现代码的封装和复用。本文将举例理解Python闭包的原理，并做一个闭包的简单应用。

1. 闭包的概念

闭包(closure):
内部函数中对enclosing作用域中的变量进行引用，这个内部函数就称为闭包。

关于enclosing作用域相关的知识可以参考>>传送门 - Python函数作用域<<。

2. 举例解释

首先要理解python中的函数也是一个对象，它是有属性和返回值的，而在函数执行完后其内部变量会被解释器回收。

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# G
pass_line = 60

def func(score):
    # E
    print("%x" % id(score)) # 以16进制打印score的id值
    pass_line = 90
    result = "yes" if score >= pass_line else "no"
    print(result)

    def inner_func():  # score在E作用域中，inner_func就是个闭包, 有__closure__属性
        # L
        print(score)
    print(inner_func.__closure__)
    return inner_func

f = func(80) # 语句1 func()返回了一个函数对象inner_func
f() # 语句2 此时f即inner_func
print(f.__closure__)
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运行结果：
6e7e6ac0
no
(<cell at 0x000001FC0B9AB6A8: int object at 0x000000006E7E6AC0>,)
80
(<cell at 0x0000019CDFBDB6A8: int object at 0x000000006E7E6AC0>,)

两个本来语句1运行完之后，func内部的变量都已经被回收了，那么这个 80为什么还可以被语句2打印出来呢？
注意下这个现象f.__closure__这个元组的第一个元素的id和score变量的id值相同。
说明如果内部函数中对enclosing作用域中的变量进行引用之后，这个变量就会被添加到inner_func的__closure__属性这个元组中，这样因为有了这个添加到元组的引用，score变量就不会被回收了，再调用f函数时，就会在它的__closure__属性中查找score变量，这样就自然而然的可以引用了。

理解了这个例子就可以搞懂Python的闭包了。

3. 一个简单的应用

下面的代码就是应用闭包达到了自定pass_line的目的

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def func(pass_line):
    def inner_func(score):  # score在E作用域中，inner_func就是个闭包, 有__closure__属性
        result = "yes" if score >= pass_line else "no"  # 此时引用了enclosing作用域中的pass_line，那么pass_line变量就被添加到了__closure__属性中
        print(result)
    return inner_func

f = func(90)  # 语句1 func()返回了一个函数对象inner_func
f(80)  # 语句2 此时f即inner_func

f2 = func(60)
f2(80)
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运行结果：
no
yes

4. 经典错误代码

参考>>传送门 - 闭包经典错误代码<<

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def foo():
    a = 1
    def bar():
        a = a + 1
        return a
    return bar

c = foo()
c()
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会报错如下：
local variable 'a' referenced before assignment

这是因为在执行代码 c = foo()时，python会导入全部的闭包函数体bar()来分析其的局部变量，
python规则指定所有在赋值语句左面的变量都是局部变量，
则在闭包bar()中，变量a在赋值符号”=”的左面，被python认为是bar()中的局部变量。
再接下来执行print c()时，程序运行至a = a + 1时，因为先前已经把a归为bar()中的局部变量，
所以python会在bar()中去找在赋值语句右面的a的值，结果找不到，就会报错。解决的方法很简单:

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def foo():
    a = [1]
    def bar():
        a[0] = a[0] + 1
        return a[0]
    return bar

只要将a设定为一个容器就可以了。这样使用起来多少有点不爽，
所以在python3以后，在a = a + 1 之前，使用语句nonloacal a就可以了，该语句显式的指定a不是闭包的局部变量。