Warum geben meine Funktionen in einer Python-Schleife alle denselben Wert zurück?

Late Binding beim Erstellen von Funktionen in Schleifen oder Comprehensions verstehen

Beim Versuch, Funktionen innerhalb einer Schleife zu erstellen, kann es vorkommen, dass Alle Funktionen geben denselben Wert zurück, obwohl sie unterschiedliche Ausgaben erwarten. Dieses Verhalten tritt aufgrund der späten Bindung auf, bei der der Wert einer Variablen zum Zeitpunkt der Ausführung aufgelöst wird.

Pythons späte Bindung

In Python werden Funktionen und Lambdas durch Standardbindungsvariablen zum Zeitpunkt der Ausführung. Dies bedeutet, dass alle darin verwendeten Variablen beim Aufruf der Funktion nachgeschlagen werden. In Ihrer Schleife wird der Schleifeniterator i später aufgelöst und verweist zu diesem Zeitpunkt auf den Endwert von i nach der Schleife.

Zum Beispiel im folgenden Codeausschnitt:

functions = []

for i in range(3):
    def f():
       return i

    functions.append(f)

Alle Funktionen in der Funktionsliste verweisen auf denselben Wert von i, der nach Abschluss der Schleife 2 ist.

Früh erzwingen Bindung

Um dieses Problem zu beheben, müssen Sie eine frühe Bindung erzwingen, die sicherstellt, dass der Wert von i zum Zeitpunkt der Funktionsdefinition gebunden ist. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, einen Standardwert für das Argument zu verwenden, wie unten gezeigt:

functions = []

for i in range(3):
    
    def f(i=i):
       return i
    
    functions.append(f)

Durch die Bereitstellung eines Standardwerts für das i-Argument wird eine frühe Bindung erzwungen. Der Wert von i, der an die f-Funktion übergeben wird, wird aufgelöst, wenn die Funktion definiert wird, nicht wenn sie ausgeführt wird.

Verwendung einer Funktionsfabrik

Ein anderer Ansatz ist eine Funktionsfabrik zu verwenden, die Funktionen mit den gewünschten Bindungen erstellt. Dazu gehört das Erstellen einer zusätzlichen Funktion, die die Variable, die Sie binden möchten, übernimmt und eine verschachtelte Funktion mit der früh gebundenen Variablen zurückgibt:

def make_f(i):

    def f():
        return i
        
    return f

In Ihrer Schleife können Sie dann f = make_f(i) zum Erstellen verwenden funktioniert mit den entsprechenden frühen Bindungen.

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