一.什麼是閉包
不同程式語言實現閉包的方式是不同的,python中閉包從表現形式上看,如果在乙個內部函式裡,對在外部作用域(但不是在全域性作用域)的變數進行引用,那麼內部函式就被認為是閉包(closure)。
舉個例子:
def outer(x):
def inner(y):
return x + y
return inner
結合這段簡單的**和定義來說明閉包:
inner(y)就是這個內部函式,對在外部作用域(但不是在全域性作用域)的變數進行引用:x就是被引用的變數,x在外部作用域outer裡面,但不在全域性作用域裡,則這個內部函式inner就是乙個閉包。
再稍微講究一點的解釋是,閉包=函式塊+定義函式時的環境,inner就是函式塊,x就是環境,當然這個環境可以有很多,不止乙個簡單的x。
在函式outer中定義了乙個inner函式,inner函式訪問外部函式outer的(引數)變數,並且把inner函式作為返回值返回給outer函式。
二:閉包的作用
閉包也就是裝飾器的實現,其作用在於:
1、不改變原函式內**段;
2、不改變原函式名稱;
3、為原函式增加新的功能,改變輸出結果等等。
搜尋變數名的作用域優先順序:l區域性 > e巢狀 > g全域性 > b內建
l區域性(local):def構建函式段中,定義的變數
e巢狀(enclosing):當前域該變數名無賦值操作,引用父級;反之引用當前
g全域性(global):不在任何函式段內,寫在所有函式外邊,最外層的變數
b內建(built-in):系統__builtin__模組中的變數
l和g不用說了,區域性和全域性,就是函式裡和函式外。
b內建,也不提了,一般碰不到。
主要說說e
def fa():
a = 0
def fb():
print(a)
fb()
fa()
fa()巢狀fb(),子函式中沒有對變數a進行賦值操作,也是a=***之類的。所以在fb()的l中沒有的時候,可以向上層也就是父級尋找,使用e作用域的中的變數。
假設這裡改了一句
def fa():
a = 0
def fb():
print(a)
a = 1 # 這裡加一句對a的賦值
fb()
fa()
# 輸出結果
traceback (most recent call last):
file "test.py", line 5, in fb
print(a)
unboundlocalerror: local variable 'a' referenced before assignment
你會發現在print(a)的時候,就出現了a未定義的錯誤。原因在於fb()的l區域性作用域中,有對a進行了賦值這樣的操作,a不能使用父級的定義。而在列印輸出時,區域性函式中a尚未定義,導致程式報錯。
那麼區域性就不可以修改父級了麼?其實是可以的。
原理和global宣告變數,區域性變全域性是乙個道理。
def fa():
a = 0
def fb():
nonlocal a
print(a)
a = 1
fb()
fa()
使用nonlocal宣告後,a的作用域就擴充套件到了父級,就又可以使用e巢狀作用域了。
2、閉包說明
首先以一段閉包實現的**為例:
def fa():
a = 0
def fb():
nonlocal a
print(a)
a = 1
return fb
f = fa()
f()f()
# 輸出結果
01
將閉包函式,之前的巢狀函式對比
發現**基本一致,只有最後的fb()變成了return fb
def fa(): # def fa():
a = 0 # a = 0
def fb(): # def fb():
nonlocal a # nonlocal a
print(a) # print(a)
a = 1 # a = 1
return fb # fb()
這就導致程式沒有執行內部函式fb,而是將內部函式打包作為輸出。(閉包執行流程可以看當前頁最下方的測試記錄)
所以通過f = fa()返回的函式物件f,其實執行的是,打包好的內部函式fb()的內容,就是下面這段
def fb():
nonlocal a
print(a)
a = 1
但它的特別之處在於:
f建立時所攜帶的父層變數a會一直存在於記憶體中,不會因為函式執行完成而消失(除非你主動del f刪掉)
f = fa()
f()f()
# 輸出結果
01
其結果分別為0和1的原因在於:
第1次f(),讀取了f初始化時的a值進行輸出為0,然後通過a=1,a才變成1
第2次f(),因為a已經變成1,所以a值輸出為1,然後通過a=1,a依舊是1
其建立特徵在於:函式巢狀,返回函式物件,返回那個函式引用了父層變數。
其使用特徵在於:儲存區域性資訊不被銷毀。
三、裝飾器說明
說完了閉包,來說裝飾器。
首先寫乙個閉包程式,
函式funca將輸入引數+1,作為結果輸出。
閉包實現的是任意輸入函式,將其輸出結果求平方。
所以將funca打包成new_funca後,輸出結果變成了(1+1)2=4
def build_bibao(f):
def bibao(*args):
result = f(*args)
return result**2
return bibao
def funca(num):
return num+1
new_funca = build_bibao(funca)
print(new_funca(1))
# 輸出結果
4
那麼將上面**用@簡寫,其實就是裝飾器的實現。
def build_bibao(f):
def bibao(*args):
result = f(*args)
return result**2
return bibao
@build_bibao
def funca(num):
return num+1
print(funca(1))
# 輸出結果
4
裝飾器實際上對輸入函式funca做了包裝,然後給你返回了包裝好的,附加了新功能(結果求平方)的funca
下面是自己研究閉包時候,做的一些測試(只做記錄,可以忽略)
**如下:
def funx(x):
return x*x
def build_bibao(func):
def bibao(j):
return func(j)
return bibao
new_funx = build_bibao(funx)
new_funx(5)
新增列印輸出,確認其執行過程:
def funx(x):
return x*x
def build_bibao(func):
print(0,type(func),func)
def bibao(j):
print(3,type(j),j)
print(4,type(func.__name__),func.__name__)
print(5,type(func(j)),func(j))
return func(j)
print(1,type(bibao),bibao)
return bibao
new_funx = build_bibao(funx)
print(2,type(new_funx),new_funx)
new_funx(5)
可以依照列印序號,確認執行順序和結果
0 1 .bibao at 0x000002aa4edd8730>
2 .bibao at 0x000002aa4edd8730>
3 54 funx
5 25
[finished in 0.2s]
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