Python高级教程-返回函数

Posted 2020-10-12

函数作为返回值

高阶函数除了可以接收函数作为参数外，还可以把函数作为结果值返回。

要实现一个可变参数的求和。通常情况下，求和的函数是这样定义的：

def calc_sum(*args):
    ax = 0
    for n in args:
        ax = ax + n

但是，如果不需要立刻求和，而是在后面的代码中，根据需要再计算怎么做？可以不返回求和的结果，而是返回求和的函数

>>> def lazy_sum(*args):
    def sum():
        ax = 0
        for n in args:
            ax += n
        return ax
    return sum

>>> f = lazy_sum(1,3,5,7,9)
>>> f()
25

当我们调用lazy_sum()时，返回的并不是求和的结果，而是求和的函数，调用函数f时，才真正计算求和的结果。

在这个例子中，我们在函数lazy_sum中又定义了函数sum，并且，内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量，当lazy_sum返回函数sum时，相关参数和变量都保存在返回的函数中，这种称为“闭包”(Closure)的程序结构拥有极大的威力。

当调用lazy_sum()时，每次调用都会返回一个新的函数，即使传入相同的参数：

>>> f1 = lazy_sum(1,3,5,7,9)
>>> f2 = lazy_sum(1,3,5,7,9)
>>> f1 == f2
False

f1和f2的调用结果互不影响。

闭包

注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量args，所以，当一个函数返回了一个函数后，其内部的局部变量还被新函数引用，所以闭包用起来简单，实现起来却不容易。

另一个需要注意的问题是，返回的函数并没有立刻执行，而是直接调用了f()才执行：

>>> def count():
    fs = []
    for i in range(1,4):
        def f():
            return i*i
        fs.append(f)
    return fs

>>> f1,f2,f3 = count()

上面的例子中，每次循环，都创建了一个新的函数，然后把创建的三个函数都返回了。

你可能认为调用f1(),f2(),f3()的结果应该是1,4,9，但实际的结果是：

>>> f1()
9
>>> f2()
9
>>> f3()
9

全部都是9！原因在于返回的函数引用了变量i，但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时，它们所引用的变量i已经变成了3，因此最终结果都是9.

返回闭包时牢记的一点就是：返回函数不要引用任何循环变量，或者后续会发生变化的变量。

如果一定要引用循环变量怎么办？方法是再创建一个函数，用该函数的参数绑定循环变量当前的值，无论循环该循环变量后续如何更改，已绑定到函数参数的值不变：

>>> def count():
...     fs = []
...     for i in range(1, 4):
...         def f(j):
...             def g():
...                 return j*j
...             return g
...         fs.append(f(i))
...     return fs
... 
>>> f1, f2, f3 = count()
>>> f1()
1
>>> f2()
4
>>> f3()
9