Python閉包怎么掌握

這篇文章主要講解了“Python閉包怎么掌握”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“Python閉包怎么掌握”吧！

什么是閉包？閉包有什么用？為什么要用閉包？今天我們就帶著這3個問題來一步一步認識閉包。

閉包和函數緊密聯系在一起，介紹閉包前有必要先介紹一些背景知識，諸如嵌套函數、變量的作用域等概念

作用域

作用域是程序運行時變量可被訪問的范圍，定義在函數內的變量是局部變量，局部變量的作用范圍只能是函數內部范圍內，它不能在函數外引用。

定義在模塊最外層的變量是全局變量，它是全局范圍內可見的，當然在函數里面也可以讀取到全局變量的。例如：

num = 10 # 全局作用域變量
def foo():
    print(num)  # 10

而在函數外部則不可以訪問局部變量。例如：

def foo():
    num = 10
print(num)  # NameError: name 'num' is not defined

嵌套函數

函數不僅可以定義在模塊的最外層，還可以定義在另外一個函數的內部，像這種定義在函數里面的函數稱之為嵌套函數（nested function）例如：

def print_msg():
    # print_msg 是外圍函數
    msg = "zen of python"

    def printer():
        # printer是嵌套函數
        print(msg)
    printer()
# 輸出 zen of python
print_msg()

對于嵌套函數，它可以訪問到其外層作用域中聲明的非局部（non-local）變量，比如代碼示例中的變量 msg 可以被嵌套函數 printer 正常訪問。

那么有沒有一種可能即使脫離了函數本身的作用范圍，局部變量還可以被訪問得到呢？答案是閉包

什么是閉包

函數身為第一類對象，它可以作為函數的返回值返回，現在我們來考慮如下的例子：

def print_msg():
    # print_msg 是外圍函數
    msg = "zen of python"
    def printer():
        # printer 是嵌套函數
        print(msg)
    return printer

another = print_msg()
# 輸出 zen of python
another()

這段代碼和前面例子的效果完全一樣，同樣輸出 “zen of python”。不同的地方在于內部函數 printer 直接作為返回值返回了。

一般情況下，函數中的局部變量僅在函數的執行期間可用，一旦 print_msg() 執行過后，我們會認為 msg變量將不再可用。然而，在這里我們發現 print_msg 執行完之后，在調用 another 的時候 msg 變量的值正常輸出了，這就是閉包的作用，閉包使得局部變量在函數外被訪問成為可能。

看完這個例子，我們再來定義閉包，維基百科上的解釋是:

在計算機科學中，閉包（Closure）是詞法閉包（Lexical Closure）的簡稱，是引用了自由變量的函數。這個被引用的自由變量將和這個函數一同存在，即使已經離開了創造它的環境也不例外。所以，有另一種說法認為閉包是由函數和與其相關的引用環境組合而成的實體。

這里的 another 就是一個閉包，閉包本質上是一個函數，它由兩部分組成，printer 函數和變量 msg。閉包使得這些變量的值始終保存在內存中。

閉包，顧名思義，就是一個封閉的包裹，里面包裹著自由變量，就像在類里面定義的屬性值一樣，自由變量的可見范圍隨同包裹一起，哪里可以訪問到這個包裹，哪里就可以訪問到這個自由變量。

為什么要使用閉包

閉包避免了使用全局變量，此外，閉包允許將函數與其所操作的某些數據（環境）關連起來。這一點與面向對象編程是非常類似的，在面對象編程中，對象允許我們將某些數據（對象的屬性）與一個或者多個方法相關聯。

一般來說，當對象中只有一個方法時，這時使用閉包是更好的選擇。來看一個例子：

def adder(x):
    def wrapper(y):
        return x + y
    return wrapper

adder5 = adder(5)
# 輸出 15
adder5(10)
# 輸出 11
adder5(6)

這比用類來實現更優雅，此外裝飾器也是基于閉包的一中應用場景。

所有函數都有一個 __closure__屬性，如果這個函數是一個閉包的話，那么它返回的是一個由 cell 對象 組成的元組對象。cell 對象的cell_contents 屬性就是閉包中的自由變量。

>>> adder.__closure__
>>> adder5.__closure__
(<cell at 0x103075910: int object at 0x7fd251604518>,)
>>> adder5.__closure__[0].cell_contents
5

這解釋了為什么局部變量脫離函數之后，還可以在函數之外被訪問的原因的，因為它存儲在了閉包的 cell_contents中了。

感謝各位的閱讀，以上就是“Python閉包怎么掌握”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Python閉包怎么掌握這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！