📜  Python闭包

📅  最后修改于: 2020-09-19 13:38:55             🧑  作者: Mango

在本教程中,您将了解Python闭包,如何定义闭包以及使用它的原因。

嵌套函数的非局部变量

在了解闭包是什么之前,我们必须首先了解什么是嵌套函数和非局部变量。

另一个函数中定义的函数被称为嵌套函数。嵌套函数可以访问封闭范围的变量。

在Python,默认情况下,这些非局部变量是只读的,我们必须将它们明确声明为非局部变量(使用nonlocal关键字)才能进行修改。

以下是访问非局部变量的嵌套函数的示例。

def print_msg(msg):
    # This is the outer enclosing function

    def printer():
        # This is the nested function
        print(msg)

    printer()

# We execute the function
# Output: Hello
print_msg("Hello")

输出

Hello

我们可以看到嵌套的printer() 函数能够访问封闭函数的非本地msg变量。

定义闭包函数

在上面的示例中,如果函数 print_msg()的最后一行返回了printer() 函数而不是调用它,将会发生什么情况?这意味着该函数的定义如下:

def print_msg(msg):
    # This is the outer enclosing function

    def printer():
        # This is the nested function
        print(msg)

    return printer  # returns the nested function


# Now let's try calling this function.
# Output: Hello
another = print_msg("Hello")
another()

输出

Hello

这很不寻常。

使用字符串 "Hello"调用了print_msg() 函数 ,并将返回的函数绑定到名称another 。在调用another() ,尽管我们已经完成了print_msg() 函数的执行,但仍然记得该消息。

这种将某些数据(在本例中为"Hello )附加到代码的技术在Python称为闭包

即使变量超出范围或函数本身已从当前名称空间中删除,也将记住封闭范围中的该值。

尝试在Python Shell中运行以下命令以查看输出。

>>> del print_msg
>>> another()
Hello
>>> print_msg("Hello")
Traceback (most recent call last):
...
NameError: name 'print_msg' is not defined

在这里,即使删除原始函数 ,返回的函数仍然可以使用。

我们什么时候关闭?

从上面的示例可以看出,当嵌套函数在其封闭范围内引用一个值时,在Python会有一个封闭。

以下几点总结了在Python中创建闭包必须满足的条件。

  1. 我们必须有一个嵌套函数 (在函数内部的函数)。
  2. 嵌套函数必须引用在封闭函数定义的值。
  3. 封闭函数必须返回嵌套函数。

何时使用闭包?

那么,关闭有什么用呢?

闭包可以避免使用全局值,并提供某种形式的数据隐藏。它还可以为该问题提供面向对象的解决方案。

当在一个类中实现的方法很少(大多数情况下是一个方法)时,闭包可以提供另一种更优雅的解决方案。但是,当属性和方法的数量变多时,最好实现一个类。

这是一个简单的示例,其中闭包可能比定义类和创建对象更可取。但是,偏好是您的全部。

def make_multiplier_of(n):
    def multiplier(x):
        return x * n
    return multiplier


# Multiplier of 3
times3 = make_multiplier_of(3)

# Multiplier of 5
times5 = make_multiplier_of(5)

# Output: 27
print(times3(9))

# Output: 15
print(times5(3))

# Output: 30
print(times5(times3(2)))

输出

27
15
30

Python装饰器也大量使用了闭包。

最后,最好指出可以找到封闭在封闭函数中的值。

所有函数对象都有一个__closure__属性,如果它是一个闭包函数,则返回单元格对象的元组。参考上面的示例,我们知道times3times5是闭包函数。

>>> make_multiplier_of.__closure__
>>> times3.__closure__
(,)

单元格对象具有存储关闭值的属性cell_contents。

>>> times3.__closure__[0].cell_contents
3
>>> times5.__closure__[0].cell_contents
5