關于Python中的閉包詳解

更新時間：2022年01月27日 17:09:58 作者：繁華似錦Fighting

大家好，本篇文章主要講的是關于Python中的閉包詳解，感興趣的同學感快來看一看吧，對你有幫助的話記得收藏一下

1、閉包的概念

請大家跟我理解一下，如果在一個函數的內部定義了另一個函數，外部的我們叫他外函數，內部的我們叫他內函數。閉包：在一個外函數中定義了一個內函數，內函數里運用了外函數的臨時變量，并且外函數的返回值是內函數的引用。這樣就構成了一個閉包。一般情況下，在我們認知當中，如果一個函數結束，函數的內部所有東西都會釋放掉，還給內存，局部變量都會消失。但是閉包是一種特殊情況，如果外函數在結束的時候發(fā)現有自己的臨時變量將來會在內部函數中用到，就把這個臨時變量綁定給了內部函數，然后自己再結束。

2、實現一個閉包

# 將函數作為返回值返回，也是一種高階函數
# 這種高階函數我們也稱為叫做閉包，通過閉包可以創(chuàng)建一些只有當前函數能訪問的變量
#   可以將一些私有的數據藏到的閉包中

def outer():
    a = 10

    # 函數內部再定義一個函數
    def inner():
        print('我是outer', a)

    # 將內部函數 inner作為返回值返回
    return inner


# r是一個函數對象，是調用fn()后返回的函數對象
# 這個函數實在fn()內部定義，并不是全局函數
# 所以這個函數總是能訪問到fn()函數內的變量
# 外函數返回了內函數的引用
fn = outer()

# r()相當于調用了inner()函數
print("outer引用地址：", outer)
print("inner引用地址：", fn)
fn()
"""
輸出結果：
outer引用地址： <function outer at 0x0000000002BB5948>
inner引用地址： <function outer.<locals>.inner at 0x0000000002BB58B8>
我是outer 10
"""

說明上述代碼：

對于閉包，在外函數outer中最后return inner，我們在調用外函數 fn = outer() 的時候，outer函數返回了inner函數對象，inner函數對象是一個函數的引用，這個引用被存入了fn對象中。所以接下來我們再進行fn() 的時候，相當于運行了inner函數。

提示：

一個函數，如果函數名后緊跟一對括號，相當于調用這個函數。如果不跟括號，相當于只是一個函數的名字，里面存了函數所在位置的引用。

3、在閉包中外函數把臨時變量綁定給內函數

按照我們正常的認知，一個函數結束的時候，會把自己的臨時變量都釋放還給內存，之后變量都不存在了。一般情況下，確實是這樣的。但是閉包是一個特別的情況。外部函數發(fā)現，自己的臨時變量會在將來的內部函數中用到，自己在結束的時候，返回內函數的同時，會把外函數的臨時變量送給內函數綁定在一起。所以外函數已經結束了，調用內函數的時候仍然能夠使用外函數的臨時變量。

在我編寫的實例中，我兩次調用外部函數outer，分別傳入的值是10和20。內部函數只定義了一次，我們發(fā)現調用的時候，內部函數是能識別外函數的臨時變量是不一樣的。

Python中一切都是對象，雖然函數我們只定義了一次，但是外函數在運行的時候，實際上是按照里面代碼執(zhí)行的，外函數里創(chuàng)建了一個函數，我們每次調用外函數，它都創(chuàng)建一個內函數，雖然代碼一樣，但是卻創(chuàng)建了不同的對象，并且把每次傳入的臨時變量數值綁定給內函數，再把內函數引用返回。

所以我們每次調用外函數，都返回不同的實例對象的引用，他們的功能是一樣的，但是它們實際上不是同一個函數對象。

下面示例進行演示：

def outer(num):
    a = num

    # 函數內部再定義一個函數
    def inner():
        print('我是outer', a)

    # 將內部函數 inner作為返回值返回
    return inner


fn1 = outer(10)
fn2 = outer(20)


print("inner引用地址：", fn1)
fn1()
print("inner引用地址：", fn2)
fn2()
"""
輸出結果：
inner引用地址： <function outer.<locals>.inner at 0x00000000026B58B8>
我是outer 10
inner引用地址： <function outer.<locals>.inner at 0x00000000026B5828>
我是outer 20
"""
# 注意兩個inner的地址不一樣，一個是8B8，一個是828。

4、閉包中內函數修改外函數局部變量

在基本的Python語法當中，一個函數可以隨意讀取全局數據，但是要修改全局數據的時候有兩種方法

global聲明全局變量。全局變量是可變類型數據的時候可以修改。

在閉包內函數也是類似的情況。在內函數中想修改閉包變量（外函數綁定給內函數的局部變量）的時候，在Python3中，可以用nonlocal關鍵字聲明一個變量，表示這個變量不是局部變量空間的變量，需要向上一層變量空間找這個變量。

示例：

def outer(num):
    a = num
    b = 10  # a和b都是閉包變量
    print("原始a值為", a)

    # inner內函數
    def inner():
        # 內函數中想修改閉包變量
        # nonlocal關鍵字聲明變量
        nonlocal a
        a += b
        print('我是outer的a', a)

    # 將內部函數 inner作為返回值返回
    return inner


fn1 = outer(10)

fn1()
"""
輸出結果：
原始a值為 10
我是outer的a 20
"""

在內函數中，對閉包變量進行了修改，打印出來的結果也確實是修改之后的結果。

5、注意：

還有一點需要注意，閉包變量實際上只有一份，每次調用一份閉包變量。（這個在Python實現的單利模式下來解釋更多）

def outer(num):
    a = num
    b = 10  # a和b都是閉包變量
    print("原始a值為", a)

    # inner內函數
    def inner():
        # 內函數中想修改閉包變量
        # nonlocal關鍵字聲明變量
        nonlocal a
        a += b
        print('我是outer的a', a)

    # 將內部函數 inner作為返回值返回
    return inner


fn1 = outer(10)

fn1()
fn1()
fn1()
"""
輸出結果：
原始a值為 10
我是outer的a 20
我是outer的a 30
我是outer的a 40
"""

可以看到第二次第二次調用fn1()方法，a的值有增加了10。

6、練習：

# 求多個數的平均值
# nums = [50,30,20,10,77]

# sum()是一個求和函數
# sum()用來求一個列表中所有元素的和
# print(sum(nums)/len(nums))
# 結果：37.4


# 形成閉包的要件
#   ① 函數嵌套
#   ② 將內部函數作為返回值返回
#   ③ 內部函數必須要使用到外部函數的變量


def make_averager():
    # 創(chuàng)建一個列表，用來保存數值
    nums = []

    # 創(chuàng)建一個函數，用來計算平均值
    def averager(n) :
        # 將n添加到列表中
        nums.append(n)
        # 求平均值
        return sum(nums)/len(nums)

    return averager

# 創(chuàng)建對象，現在就是獲得了內函數對象的引用
averager = make_averager()

# 調用內涵書對象
# 這里注意，雖然是調用外函數創(chuàng)建的對象，
# 但是獲得的是內函數對象的引用，內函數是有形參的，
# 所以averager對象相當于是內函數對象。
# 所以調用內函數就要傳遞形參。
print(averager(10))
print(averager(20))
print(averager(30))
print(averager(40))