Python 深入理解閉包

函式物件是使用def語句定義的，函式物件的作用域與def所在的層級相同。比如下面**，我們在line_conf函式的隸屬範圍內定義的函式line，就只能在line_conf的隸屬範圍內呼叫。

**：

def line_conf():
def line(x):
return 2 * x + 1
print(line(5))  #within the scope
line_conf()
print(line(5))      #out of the scope

執行：

11
traceback (most recent call last):
file "c:/users/desktop/1.py", line 6, in print(line(5))
nameerror: name 'line' is not defined

函式是乙個物件，所以可以作為某個函式的返回結果。

**：

def line_conf():
def line(x):
return 2 * x + 1
return line       # return a function object
my_line = line_conf()
print(my_line(5))

執行：

如果line()的定義中引用了外部的變數，會發生什麼呢？

**：

def line_conf():
b = 15
def line(x):
return 2*x+b  # line()引用了外部變數b
return line       # return a function object
b = 5
my_line = line_conf()
print(my_line(5))

執行：

我們可以看到，line定義的隸屬程式塊中引用了高層級的變數b，但b資訊存在於line的定義之外 (b的定義並不在line的隸屬程式塊中)。我們稱b為line的環境變數。事實上，line作為line_conf的返回值時，line中已經包括b的取值(儘管b並不隸屬於line)。

下面的**將列印25，也就是說，line所參照的b值是函式物件定義時可供參考的b值，而不是使用時的b值。

乙個函式和它的環境變數合在一起，就構成了乙個閉包(closure)。在python中，所謂的閉包是乙個包含有環境變數取值的函式物件。環境變數取值被儲存在函式物件的closure屬性中。比如下面的**：

def line_conf():
b = 15
def line(x):
return 2*x+b
return line       # return a function object

執行：

>>> 
>>> b = 5
>>> my_line = line_conf()
>>> print(my_line.__closure__)
(,)>>> print(my_line.__closure__[0].cell_contents)
15>>>

closure裡包含了乙個元組(tuple)。這個元組中的每個元素是cell型別的物件。我們看到第乙個cell包含的就是整數15，也就是我們建立閉包時的環境變數b的取值(而不是外面的值b=5)。

下面看乙個閉包的實際例子：

def line_conf(a, b):
def line(x):
return a*x + b
return line
line1 = line_conf(1, 1)
line2 = line_conf(4, 5)
print(line1(5), line2(5))

執行

6.25

這個例子中，函式line與環境變數a,b構成閉包。在建立閉包的時候，我們通過line_conf的引數a,b說明了這兩個環境變數的取值，這樣，我們就確定了函式的最終形式(y = x + 1和y = 4x + 5)。我們只需要變換引數a,b，就可以獲得不同的直線表達函式。由此，我們可以看到，閉包也具有提高**可復用性的作用。

如果沒有閉包，我們需要每次建立直線函式的時候同時說明a,b,x。這樣，我們就需要更多的引數傳遞，也減少了**的可移植性。利用閉包，我們實際上建立了泛函。line函式定義一種廣泛意義的函式。這個函式的一些方面已經確定(必須是直線)，但另一些方面(比如a和b引數待定)。隨後，我們根據line_conf傳遞來的引數，通過閉包的形式，將最終函式確定下來。

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