Python3(九) 闭包

一. 一切皆对象

函数式编程并没有标准定义，如果代码非常繁琐则考虑使用。

学习闭包的概念，不是python独有的。

其他大多数语言中的函数只是一段可执行的代码，并不是对象。

python中的函数是对象，一切皆对象。可以把函数赋值给变量：

a = 1

a = '2'

a = def

甚至可以把函数当作另外一个函数的参数传递或者当成返回值返回，而C#中要封装成委托。

二.什么是闭包：闭包=函数+函数定义时的环境变量

我们尝试从概念上去理解一下闭包。

在一些语言中，在函数中可以（嵌套）定义另一个函数时，如果内部的函数引用了外部的函数的变量，则可能产生闭包。闭包可以用来在一个函数与一组“私有”变量之间创建关联关系。在给定函数被多次调用的过程中，这些私有变量能够保持其持久性。—— 维基百科

用比较容易懂的人话说，就是当某个函数被当成对象返回时，夹带了外部变量，就形成了一个闭包。

1.

code1

def curve_pre():
 
    def curve():
 
        pass
 
curve()    #找不到，因为curve()的作用域仅限于curve_pre()的内部

code2

def curve_pre():
 
    def curve():
        print('This is a function')
 
        pass
 
    return curve    #函数可以作为结果返回
 
f = curve_pre()    #函数可以赋值
 
f()#执行函数，不会报错
#This is a function

code3

def curve_pre():
 
    a = 25         #局部变量在curve的外部
 
    def curve(x):  #接受抛物线的x值
 
        return a * x * x
 
    return curve    #返回一个函数
 
 
f = curve_pre()
 
print(f(2))         #调用curve()函数
 
#100

code4

a = 10
 
def f1(x):
 
    return a * x * x
 
print(f1(2))
 
#40         #局部变量找不到会去上一级找

code 3 和 code4 对比

def curve_pre():
 
    a = 25 #局部变量在curve的外部
 
    def curve(x): #接受抛物线的x值
 
        return a * x * x
 
    return curve #返回一个函数
 
 
 
a = 10     #定义a = 10
 
f = curve_pre()
 
print(f(2)) #调用curve()函数
 
#100        #仍然是a = 25的取值，取得是定义时的环境变量，这就是闭包

函数及其外部环境变量所构成的整体叫做闭包

2.环境变量要在函数外部，但不能是全局变量：

a = 25    #a定义为了全局变量
 
def curve_pre():
 
    def curve(x): #接受抛物线的x值
 
        return a * x * x
 
    return curve #返回一个函数
 
 
 
a = 10
 
f = curve_pre()
 
print(f(2)) #调用curve()函数
 
#40    #a的值被改变了，因为没有形成闭包

查看：

def curve_pre():
 
    a = 25 #局部变量在curve的外部
 
    def curve(x): #接受抛物线的x值
 
        return a * x * x
 
    return curve #返回一个函数
 
 
 
a = 10
 
f = curve_pre()
 
print(f.__closure__)
 
print(f.__closure__[0].cell_contents)#取出闭包的环境变量
 
print(f(2)) #调用curve()函数
 
 
#(<cell at 0x0031AAF0: int object at 0x0FF93A80>,)
 
#25    #这里是a的值
 
#100

三.一个事例看看闭包 

1.闭包的意义：闭包保存的是一个环境，把函数现场保存起来了。

              闭包 = 函数 + 函数定义时的环境变量（不能是全局变量）

2. 闭包的经典误区      从外层向内层分析

def f1():
 
    a = 10
 
    def f2():
 
        a = 20    #对a重新赋值局部变量，不会影响到外部
 
        print(a)
 
    print(a)    #10
 
    f2()    #20 #f1内部调用f2
 
    print(a)    #10
 
f1()
 
#10
 
#20
 
#10

验证其是不是一个闭包：

1

def f1():
 
    a = 10
 
    def f2():
 
        a = 20
 
        # print(a)
 
    #print(a)
 
    f2()
 
    #print(a)
 
 
 
f = f1()    #f1是None类型
 
print(f.__closure__)    #报错

（2）加上返回值,仍然不是闭包函数：

def f1():
 
    a = 10
 
    def f2():
 
        a = 20    #a被认为是一个局部变量了，就不认为是个环境变量了
 
        return a
 
    return f2
 
 
 
f = f1()
 
print(f.__closure__)    #没有__closure__属性
 
#None

（3）去掉f2()中的赋值后是闭包函数：

def f1():
 
    a = 10
 
    def f2():
 
        #a = 20    #删除a = 20，此时a被python认为是一个局部变量
 
        return a
 
    return f2
 
 
 
f = f1()
 
print(f.__closure__)
 
#(<cell at 0x02F5AAF0: int object at 0x0FF93990>,)

原因：环境变量不能当作一个变量去赋值，而是一定要去引用外部。

四.出个题,用闭包解决!

闭包不是必不可少的东西，只是可以使你的代码架构更加合理。

题目：

旅行者，x = 0 为起点，没走一步加1，计算出旅行者当前所处的位置。

关键点：每次调用时需要调用上次的结果

1.先用非闭包解决一下

origin = 0
 
 
def go(step):
 
    global origin    #将origin变成全局变量
 
    new_pos = origin + step
 
    origin = new_pos  #等号左边的origin被python认识是局部变量
 
    return origin
 
 
 
print(go(2))
 
print(go(3))
 
print(go(6))
 
#2
 
#5
 
#11

2.再用闭包解决一下

origin = 0
 
def factory(pos):    #工厂模式
 
    def go(step):
 
        nonlocal pos #强制声明不是局部变量
 
        new_pos = pos + step
 
        pos = new_pos
 
        return new_pos
 
    return go
 
tourist = factory(origin)
 
print(tourist(2))
print(origin)
 
print(tourist(3))
 
print(tourist(6))
 
#2
#0
 
#5
 
#11

并没有改变全局变量origin的值

五.小谈函数式编程

• python和Javascript都会使用闭包。
• 闭包特点：在一个函数外部间接调用函数内部的变量，从模块级别间接调用局部变量。
• 极易造成内存泄漏。

闭包的概念