python闭包
2016-04-16 22:46
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函数作为返回值
高阶函数除了可以接受函数作为参数外,还可以把函数作为结果值返回。我们来实现一个可变参数的求和。通常情况下,求和的函数是这样定义的:
def calc_sum(*args): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax
但是,如果不需要立刻求和,而是在后面的代码中,根据需要再计算怎么办?可以不返回求和的结果,而是返回求和的函数:
def lazy_sum(*args): def sum(): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax return sum
当我们调用
lazy_sum()时,返回的并不是求和结果,而是求和函数:
>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f <function lazy_sum.<locals>.sum at 0x101c6ed90>
调用函数
f时,才真正计算求和的结果:
>>> f() 25
在这个例子中,我们在函数
lazy_sum中又定义了函数
sum,并且,内部函数
sum可以引用外部函数
lazy_sum的参数和局部变量,当
lazy_sum返回函数
sum时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为“闭包(Closure)”的程序结构拥有极大的威力。
请再注意一点,当我们调用
lazy_sum()时,每次调用都会返回一个新的函数,即使传入相同的参数:
>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f1==f2 False
f1()和
f2()的调用结果互不影响。
闭包
注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量args,所以,当一个函数返回了一个函数后,其内部的局部变量还被新函数引用,所以,闭包用起来简单,实现起来可不容易。
另一个需要注意的问题是,返回的函数并没有立刻执行,而是直到调用了
f()才执行。我们来看一个例子:
def count(): fs = [] for i in range(1, 4): def f(): return i*i fs.append(f) return fs f1, f2, f3 = count()
在上面的例子中,每次循环,都创建了一个新的函数,然后,把创建的3个函数都返回了。
你可能认为调用
f1(),
f2()和
f3()结果应该是
1,
4,
9,但实际结果是:
>>> f1() 9 >>> f2() 9 >>> f3() 9
全部都是
9!原因就在于返回的函数引用了变量
i,但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时,它们所引用的变量
i已经变成了
3,因此最终结果为
9。
返回闭包时牢记的一点就是:返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量。
如果一定要引用循环变量怎么办?方法是再创建一个函数,用该函数的参数绑定循环变量当前的值,无论该循环变量后续如何更改,已绑定到函数参数的值不变:
def count(): def f(j): def g(): return j*j return g fs = [] for i in range(1, 4): fs.append(f(i)) # f(i)立刻被执行,因此i的当前值被传入f() return fs
再看看结果:
>>> f1, f2, f3 = count() >>> f1() 1 >>> f2() 4 >>> f3() 9
缺点是代码较长,可利用lambda函数缩短代码。
小结
一个函数可以返回一个计算结果,也可以返回一个函数。返回一个函数时,牢记该函数并未执行,返回函数中不要引用任何可能会变化的变量。
python中的闭包从表现形式上定义(解释)为:如果在一个内部函数里,对在外部作用域(但不是在全局作用域)的变量进行引用,那么内部函数就被认为是闭包(closure).
下面举一个简单的例子来说明。
[python] view
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>>>def addx(x):
>>> def adder(y): return x + y
>>> return adder
>>> c = addx(8)
>>> type(c)
<type 'function'>
>>> c.__name__
'adder'
>>> c(10)
18
结合这段简单的代码和定义来说明闭包:
如果在一个内部函数里:adder(y)就是这个内部函数,
对在外部作用域(但不是在全局作用域)的变量进行引用:x就是被引用的变量,x在外部作用域addx里面,但不在全局作用域里,
则这个内部函数adder就是一个闭包。
再稍微讲究一点的解释是,闭包=函数块+定义函数时的环境,adder就是函数块,x就是环境,当然这个环境可以有很多,不止一个简单的x
另外,我在网上看到一个非常有意思的解释:
先看看数学上的闭包。
(1,5) 是一个区间,但对这个区间做分析、计算什么的,经常会用到1和5这两个不属于这个区间的值,[1,5]就是(1,5)的闭包。
在生活上,我们办事情,找A部门,A部门说,你先得找B部门盖个章,B部门说,你先得找C部门盖个章,C部门说,这个东西不是我们的职权范围…… 踢皮球,这就是非闭包。闭包就是负责到底,你找到A部门,A部门接待的那个人负责到底,他/她去协调B部门和C部门。
在工程上,闭包就是项目经理,负责调度项目所需要的资源。老板、客户有什么事情,直接找项目经理即可,不用再去找其它的人。
在程序语言中,闭包就是一种语法糖,它以很自然的形式,把我们的目的和我们的目的所涉及的资源全给自动打包在一起,以某种自然、尽量不让人误解的方式让人来使用。至于其具体实现,我个人意见,在不影响使用的情况下,不求甚解即可。在很多情况下,需要在一段代码里去访问外部的局部变量,不提供这种语法糖,需要写非常多的代码,有了闭包这个语法糖,就不用写这么多代码,自然而然的就用了。
这样一来,可以把闭包从一个语法机制提升为一种设计原则:
闭包是从用户角度考虑的一种设计概念,它基于对上下文的分析,把龌龊的事情、复杂的事情和外部环境交互的事情都自己做了,留给用户一个很自然的接口。
我觉得非常清楚的一个参考资料:
http://blog.csdn.net/marty_fu/article/details/7679297
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