首先:
如果在一个函数的内部定义了另一个函数,外部的我们叫他外函数,内部的我们叫他内函数。
然后:
我们来看看闭包的官方定义: 在一个外函数中定义了一个内函数,内函数里运用了外函数的临时变量,并且外函数的返回值是内函数的引用。这样就构成了一个闭包。
分析:
一般情况下,在我们认知当中,如果一个函数执行完毕,函数的内部(即名称空间)所有东西都会释放掉,被回收还给内存,局部变量也会消失。
但是闭包是一种特殊情况,如果外函数在结束的时候发现其名称空间(作用域)中的临时变量将来会在内部函数中使用到,就把这个临时变量绑定给了内部函数,然后自己再结束。
举例说明:
# outer是外部函数 a和b都是外函数的临时变量
def outer( a ):
b = 8
# inner是内函数
def inner():
#在内函数中 用到了外函数的临时变量a和b
print(a+b)
# 外函数的返回值是对内函数的引用
return inner
if __name__ == '__main__':
demo = outer(6)
#调用外函数传入参数6
#此时外函数两个临时变量 a是6 b是8 ,outer外函数调用执行,其返回值就是对内函数的引用,将引用的内函数inner的内存地址赋值存给demo
# 外函数结束的时候发现内部函数将会用到(因为demo只是引用了inner的内存地址,只有它加括号才能执行内部代码,所以这里说是将会用到)自己的临时变量,这两个临时变量就不会释放,会绑定给这个内部函数inner# 我们调用内部函数,看一看内部函数是不是能使用外部函数的临时变量
demo() # 14
# demo存了外函数的返回值,也就是inner函数的引用,这里相当于执行inner函数
demo2 = outer(9)
demo2() #17
如果要更全面的理解闭包就需要知道一些知识:
① 外函数的返回值是内函数的引用
python中一切都是对象,包括变量、函数,其实都是对象。
当我们进行a=1的时候,实际上是在内存当中开辟一片空间存放了值1,然后用a这个变量名存了1所在内存位置的引用(内存地址)。
a只不过是一个变量名字,a里面存的是1这个数值所在的内存地址,就是a里面存了数值1的引用。
相同的道理,在python中定义一个函数def demo(): 的时候,会在内存中开辟一块空间,用于存放该函数的代码、内部的局部变量等等。
这个demo只不过是一个变量名字,它里面存了这个函数所在位置的引用而已。
我们还可以进行x = demo, y = demo, 这样的操作就相当于,把demo里存的东西赋值给x和y,这样x 和y 都指向了demo函数所在的引用,在这之后我们可以用x() 或者 y() 来调用我们自己创建的demo() ,调用的实际上根本就是一个函数,x、y和demo三个变量名存了同一个函数的引用。
有了上面对引用的解释,就可以更深刻的理解“返回内函数的引用”这句话了。
对于闭包,在外函数outer中最后return了inner,我们在调用外函数 demo = outer() 的时候,outer返回了inner,inner是一个函数的引用,这个引用被存入了demo中。所以接下来我们再进行demo() 的时候,相当于运行了inner函数。
同时我们知道,函数名后+括号就相当于调用执行了这个函数,如果不+括号,相当于只是一个函数的名字,里面存了函数所在位置的引用。
② 闭包中内函数修改外函数局部变量:
在闭包内函数中,我们可以随意使用外函数绑定来的临时变量,但是正常事不能修改的,因为作用域不一样,无法修改
在基本的python语法当中,一个函数可以随意读取全局数据,但是要修改全局数据的时候有两种方法:1、global 声明全局变量 2、全局变量是可变类型数据的时候可以修改
在闭包内函数也是类似的情况,在内函数中想修改闭包变量(外函数绑定给内函数的局部变量)的时候:
1、在python3中,可以用nonlocal 关键字声明 一个变量, 表示这个变量不是局部变量空间的变量,需要向上一层变量空间找这个变量。
2、在python2中,没有nonlocal这个关键字,我们可以把闭包变量改成可变类型数据进行修改,比如列表。
举个栗子:
#修改闭包变量的实例
# outer是外部函数 a和b都是外函数的临时变量
def outer( a ):
b = 10 # a和b都是闭包变量
c = [a] #这里对应修改闭包变量的方法2
# inner是内函数
def inner():
#内函数中想修改闭包变量
# 方法1 nonlocal关键字声明
nonlocal b
b+=1
# 方法二,把闭包变量修改成可变数据类型 比如列表
c[0] += 1
print(c[0])
print(b)
# 外函数的返回值是内函数的引用
return inner
if __name__ == '__main__':
demo = outer(5)
demo() # 6 11
还有一点需要特别注意:
使用闭包的过程中,一旦外函数被调用一次返回了内函数的引用,虽然每次调用内函数,是开启一个函数执行过后消亡,但是闭包变量实际上只有一份,每次开启内函数都在使用同一份闭包变量
def outer(x):
def inner(y):
nonlocal x
x += y
return x
return inner
a = outer(10)
print(a(1)) # 11
print(a(3)) # 14(注意,这里不是13,因为第二次使用的依然是x这个变量,只不过他在第一次引用的是第一次的结果11了)
两次分别打印出11和14,由此可见,每次调用inner的时候,使用的闭包变量x实际上是同一个。
总结
闭包的作用:
1、装饰器
2、面向对象:经历了上面的分析,我们发现外函数的临时变量送给了内函数。这其实跟类对象的情况一样,对象有好多类似的属性和方法,所以我们创建类,用类创建出来的对象都具有相同的属性方法。闭包也是实现面向对象的方法之一。在python当中虽然我们不这样用,在其他编程语言入比如avaScript中,经常用闭包来实现面向对象编程
3、实现单例, 其实这也是装饰器的应用。
def singleton(cls): _instance = cls('127.0.0.1', 3306) def wrapper(*args, **kwargs): if len(args) != 0 or len(kwargs) != 0: obj = cls(*args, **kwargs) return obj return _instance return wrapper @singleton # MySQL=singleton(MySQL) #MySQL=wrapper class MySQL: def __init__(self, ip, port): self.ip = ip self.port = port
4、自己还没想到的其它...,欢迎补充^-^