Python 闭包的相关知识

Python 闭包相关知识

闭包字面意思，是封闭的东西，为了保证数据的安全。

用案例解释闭包：整个历史中的某个商品的平均收盘价。什么叫平局收盘价呢？就是从这个商品一出现开始，每天记录当天价格，然后计算他的平均值：平均值要考虑直至目前为止所有的价格。

​ 比如大众推出了一款新车：小白轿车。

​ 第一天价格为：100000元，平均收盘价：100000元

​ 第二天价格为：110000元，平均收盘价：（100000 + 110000）/2 元

​ 第三天价格为：120000元，平均收盘价：（100000 + 110000 + 120000）/3 元

​ …………

实现以上需求，方案一：不能保证数据安全

l1 = []		# 全局变量，数据不安全，容易被误操作改变。
li = []		# 相似的变量
def make_averager(new_value):
    l1.append(new_value)
    total = sum(l1)
    return total / len(l1)    
print(make_averager(100000))	# 100000.0
print(make_averager(110000))	# 105000.0
l1.append(34556)	# 本来要对li进行操作，但是不小心追加错了，造成最终结果出错。
print(make_averager(120000))	# 83364.0

方案二：使用闭包，外部无法对数据修改，只能以特定的渠道进行调用。

def make_averager():
    l1 = []                         # 将l1放置在函数内，变成了局部变量，
    def averager(new_value):        # l1在这里被嵌套函数averager调用了，
        l1.append(new_value)        # 列表l1和函数averager之间产生了一个绑定关系，
        return sum(l1) / len(l1)
    print(locals())
    return averager
avg = make_averager()               # 接下来嵌套函数averager被赋值给了avg变量，
print(avg(100000))                  # 所以l1虽然在全局变量列表中已经消失，不可调用，但却真实存在，
# l1.append(54464)                  # 这行代码调用将出错
print(avg(110000))                  # 只有通过avg变量调用才能对l1进行改变，
print(avg(90000))                   # 这个现象就是闭包。
print(globals())

1. 闭包的定义：

   • 闭包是嵌套在函数中的函数。
   • 内层函数对外层函数的变量（非全局变量）的引用（使用），就会形成闭包。

2. 闭包的现象：

   • 被引用的非全局变量也称作自由变量，这个自由变量会与内层函数产生一个绑定关系，自由变量不会在内存中消失。

3. 闭包的作用：保存局部信息不被销毁，保证数据的安全性。

4. 闭包的应用：

   • 可以保存一些非全局变量但是不易被销毁、改变的数据。
   • 装饰器。

5. 判断是否有闭包：

   • 使用代码判断是否存在闭包现象，只需要判断是否存在有“自由变量”即可，判断代码为：

     def func(a, b):		# 这段代码虽然看上去变量a,b为全局变量，
         def inner():	# 但是传入函数内将生成一个局部变量a,b
             print(a)	# 函数内部的a,b变量和外面的并不是同一个
             print(b)	
         return inner
     a = 2
     b = 3
     ret = func(a, b)	# 所以这条命令之后将形成一个闭包现象 
     print(ret.__code__.co_freevars)	# 以这条指令判断是否存在“自由变量”
     >>>('a', 'b')		# 运行结果有a,b两个变量属于自由变量，可以断定上面代码存在闭包现象。
     

6. 查看函数相关的其他参数：

   • 有一些函数的属性是可以获取到此函数是否拥有自由变量的，如果此函数拥有自由变量，那么就可以侧面证明其是否是闭包函数了，以下还有一些参数，仅供了解：

     def make_averager():
         series = []
         def averager(new_value):
             series.append(new_value)
             total = sum(series)
             return total/len(series)
         return averager
     avg = make_averager()
     
     # 函数名.__code__.co_freevars 查看函数的自由变量
     print(avg.__code__.co_freevars)  # ('series',)
     # 函数名.__code__.co_varnames 查看函数的局部变量
     print(avg.__code__.co_varnames)  # ('new_value', 'total')
     # 函数名.__closure__ 获取具体的自由变量对象，也就是cell对象。
     # (<cell at 0x0000020070CB7618: int object at 0x000000005CA08090>,)
     # cell_contents 自由变量具体的值
     print(avg.__closure__[0].cell_contents)  # []