闭包学习-Python 篇

作为一个没有女朋友的码农，情人节这天只能敲敲代码，或者写写一些自己学习上的一些心得

下面我就说一说我学习“闭包” 这个结构时的一些问题和心得吧！

刚接触闭包的时候，感觉闭包很简单啊，在Python 中，不就是一个函数内再定义一个函数么，里面的函数用了外面函数的变量，这有什么难的？可随着不断的深入学习和研究，才发现了闭包结构的魅力。

首先学习闭包之前，你必须有一些Python 基础的了解，最重要的一点，就是函数名的概念，不了解的同学看下面这个例子：

def test1():
    print("in test1")

test1()          # in test1
f = test1
f()              # in test1

       分析一下，首先我们定义了一个函数 test1， 函数的作用就是打印一句话“in test1”，接着我们调用了一下这个函数，发现没有什么问题，能正常打印。

       接下来的就比较奇怪了，我们把test1 这个函数名赋值给了一个变量f （赋值这个词用的不是很恰当），然后对f 进行了函数调用，发现能打印出和调用test1 一样的内容，是不是很奇怪，我们并没有定义f 这个函数。对比以下小栗子，可能你就明白其中的原因了。

a = 10
b = a
print(b)          # 10

       第一行我们先创建了变量a，并把数值10 赋值给它，也就是数值10 的引用加一， 然后第二行是把变量a 赋值给了变量b，Python 中的赋值就是引用的传递 ，也就是将变量a 引用的内容 传递给了变量b，此时数值10 的引用再次加一，所以会有了第三行的结果，我们并没有直接把数值10 赋值给变量b，而是通过变量a 的引用传递，使得变量b 也被赋值了10.

        说了那么多，大家有没有发现什么问题？没错，函数名test1 不就相当于 变量a 吗？ f 不就相当于变量b 吗？不同的是 test1 引用的是一个函数代码空间，而a 引用的是一个整数10，那么是不是就可以说函数和变量名一样，可以把它引用的代码空间传递给其他变量名？ 当然是这样的，如果不成立的话，可能就不会有类似闭包这个结构了。

接下来，我们再根据下面的例子，来继续学习闭包

def outer(number_out):
    def inner(number_in):
        return number_out + number_in
    return inner

f1 = outer(100)
f2 = outer(100)
print(f1)          # <function outer.<locals>.inner at 0x000002102F5E02F0>
print(id(f1))          # 2268537422576
print(id(f2))          # 2268537422440

　　分析f1 = outer(100) ，这个100 其实就是number_out 的实参，并且调用返回了 inner 这个函数名，结果为 f1 = inner，通过引用传递，将内部定义的函数 inner所引用的函数代码块，传递给了f1，此时f1 是一个 函数对象，但为什么使用相同函数调用，传入的实参也一样，两个对象却不一样？这是因为f1 = inner 的这个结果，是只有在调用outer(number_out) 的时候才去定义的inner 这个函数，作用域不同，也就不会是相同的inner 了，这也就是闭包的魅力之一了，此时调用f1(number_in) 和调用f2(numberi_in) 之间互不影响。 

如果觉得上面的例子还算简单，那么再看一下稍微复杂一点的例子:

def line_conf(a, b):
    def line(x):
        return a * x + b
    return line

line1 = line_conf(1, 2)
line2 = line_conf(3, 3)
print(line1(3))          # 5
print(line2(3))          # 12

　　上面这个闭包的例子，函数line 和 变量a，b 构成闭包，通过确定line_conf 的参数a，b，转换成实际的函数就是，line1 ：y = x + 2，line2：y = 3x + 3，所以我们只需要变换参数a，b 的值，就能得到不同的一次函数表达式，如果没有闭包结构，每次都要传递a， b， x 三个参数，减少了代码的可移植性，由此可以看出，闭包结构具有提高代码复用性的作用。

注意：由于闭包引用了外层函数的局部变量，则外层函数的局部变量没有及时释放，消耗内存

总结：

      闭包结构就是一个嵌套定义的函数，在外层函数开始的时候才开始定义内层函数的定义，然后将内层函数代码块的引用传递给函数外的对象

      内层函数和使用外层函数的提供的变量所构成的整体就被称为闭包

扩展：闭包结构中，修改外层函数局部变量的方法

Python 2

def counter(start=0):
    count = [start]
    def inner():
        count[0] += 1
        return count[0]
    return inner


f1 = counter()
f2 = counter()

print(f1())          # 1
print(f1())          # 2
print(f2())          # 1
print(f2())          # 2

　　由此也可以看出，f1 和f2 确实是互不影响的两个对象.

Python 3 

def counter(start=0):
    def inner():
        nonlocal start
        start += 1
        return start 
    return inner

f1 = counter()
f2 = counter()

print(f1())          # 1
print(f1())          # 2
print(f2())          # 1
print(f2())          # 2