Python：闭包

Posted 2020-11-06 KumataのBloG

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Python：闭包相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

闭包（Closure）

在计算机科学中，闭包（英语：Closure），又称词法闭包（Lexical Closure）或函数闭包（function closures），是引用了自由变量的函数。这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在，即使已经离开了创造它的环境也不例外。

命名空间与作用域

我们可以把命名空间看做一个大型的字典类型（Dict），里面包含了所有变量的名字和值的映射关系。在 Python 中，作用域实际上可以看做是“在当前上下文的位置，获取命名空间变量的规则”。在 Python 代码执行的任意位置，都至少存在三层嵌套的作用域：

local 最内层作用域，最早搜索，包含所有局部变量**（Python 默认所有变量声明均为局部变量）**
non-local 所有包含当前上下文的外层函数的作用域，由内而外依次搜索，这里包含的是非局部也非全局的变量
global 一直向上搜索，直到当前模块的全局变量
built-in 最外层，最后搜索的，内置（built-in）变量

在任意执行位置，可以将作用域看成是对下面这样一个命名空间的搜索：

scopes =
 {
    "local": {"locals": None,
             "non-local": {"locals": None,
                          "global": {"locals": None,
                                    "built-in": ["built-ins"]}}},
}

除了默认的局部变量声明方式，Python 还有global和nonlocal两种类型的声明（nonlocal是Python 3.x之后才有，2.7没有），其中 global 指定的变量直接指向(3)当前模块的全局变量，而nonlocal则指向(2)最内层之外，global以内的变量。这里需要强调指向（references and assignments）的原因是，普通的局部变量对最内层局部作用域之外只有**只读(read-only)**的访问权限，比如下面的例子：

>>>x = 100
>>def main():
    x += 1
    print(x)

>>>main()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#50>", line 1, in <module>
    main()
  File "<pyshell#49>", line 2, in main
    x += 1
UnboundLocalError: local variable ‘x‘ referenced before assignment

这里抛出UnboundLocalError，是因为main()函数内部的作用域对于全局变量x仅有只读权限，想要在main()中对x进行改变，不会影响全局变量，而是会创建一个新的局部变量，显然无法对还未创建的局部变量直接使用x += 1。如果想要获得全局变量的完全引用，则需要global声明：

>>>x = 100
>>>def main():
    global x
    x += 1
    print(x)
    
>>>main()
print(x) # 全局变量已被改变
101

Python闭包练习

到这里基本上已经了解了 Python 作用域的规则，我们仿照 JavaScript 写一个计数器的闭包：

"""
/* JavaScript Closure example */
var inc = function(){  
  var x = 0;
  return function(){
    console.log(x++);
  };
};
var inc1 = inc()
var inc2 = inc()
"""

# Python 3.6
def inc():
    x = 0
    def inner():
        nonlocal x
        x += 1
        print(x)
    return inner
inc1 = inc()
inc2 = inc()

inc1()
inc1()
inc1()
inc2()
1
2
3
1


    上面的例子中，inc1()是在全局环境下执行的，虽然全局环境是不能向下获取到inc()中的局部变量x的，但是我们返回了一个inc()内部的函数inner()，而inner()对inc()中的局部变量是有访问权限的。也就是说inner()将inc()内的局部作用域打包送给了inc1和inc2，从而使它们各自独立拥有了一块封闭起来的作用域，不受全局变量或者任何其它运行环境的影响，因此称为闭包。

闭包函数都有一个__closure__属性，其中包含了它所引用的上层作用域中的变量：

print(inc1.__closure__[0].cell_contents)
print(inc2.__closure__[0].cell_contents)
[3]
[1]

原文出处： rainyear

参考

以上是关于Python：闭包的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章