Python闭包

Posted 2020-10-21 小破孩

返回函数

函数作为返回值

高阶函数除了可以接受函数作为参数外，还可以把函数作为结果值返回。
我们来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
    return ax

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办？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 = ax + n
        return ax
    return sum

当我们调用lazy_sum()时，返回的并不是求和的结果，而是求和函数：

>>>f = lazy_sum(1, 2, 3, 4)
>>>f
<function sum at 0x10452f668>

调用函数f时，才真正计算求和的结果：

>>>f()
10

在这个例子中，我们在函数lazy_sum中又定义了函数sum，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。

请再注意一下，当我们调用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f()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，实现起来可不容易。

另一个需要注意的问题，返回的函数并没有立刻执行，而是知道调用了f()才执行。我们来看一个例子：

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

f1, f2, f3 = count()

在上面的例子中，每次循环，都创建了一个新的函数，然后，把创建的3个函数都返回了。

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

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

全部都是9！原因就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，他们引用的变量i已经变成了3， 因此，最终结果为9

返回闭包时要牢记的一点就是：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？方法就是再创建一个函数，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(j))
    return fs

>>>f1, f2, f3 = count()
>>>f1()
1
>>>f2()
4

缺点是代码较长，可利用lambda函数缩短代码。

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