閉包
在 Python 中,函數也是一個物件。因此,我們在定義函數時,可以再巢狀定義一個函數,並將該巢狀函數傳回,例如:
from math import pow def make_pow(n): def inner_func(x): # 嵌套定义了 inner_func return pow(x, n) # 注意这里引用了外部函数的 n return inner_func # 返回 inner_func
上面的程式碼中,函數 make_pow 裡面又定義了一個內部函數 inner_func ,然後將該函數傳回。因此,我們可以使用 make_pow 來產生另一個函數:
>> > pow2 = make_pow(2) # pow2 是一个函数,参数 2 是一个自由变量 >> > pow2 <function inner_func at 0x10271faa0 > >> > pow2(6) 36.0
我們也注意到,內部函數 inner_func 引用了外在函數 make_pow 的自由變數 n ,這也意味著,當函數 make_pow 的生命週期結束這,變項仍會保存在 inner_func 中,它被 inner_func 所引用。
>> > del make_pow # 删除 make_pow >> > pow3 = make_pow(3) Traceback(most recent call last): File "<stdin>", line 1, in < module > NameError: name 'make_pow' is not defined >> > pow2(9) # pow2 仍可正常调用,自由变量 2 仍保存在 pow2 中 81.0
---|---
像上面這種情況,一個函數返回了一個內部函數,該內部函數引用了外部函數的相關參數和變量,我們把該返回的內部函數稱為閉包( Closure )。
在上面的例子中, inner_func 就是一個閉包,它引用了自由變數 n 。
閉包的作用
閉包的最大特點就是引用了自由變量,即使生成閉包的環境已經釋放,閉包仍然存在;
閉包在運行時可以有多個實例,即使傳入的參數相同,例如:
>> > pow_a = make_pow(2) >> > pow_b = make_pow(2) >> > pow_a == pow_b False
利用閉包,我們也可以模擬類別的實例。
這裡構造一個類,用於求一個點到另一個點的距離:
from math import sqrt class Point(object): def __init__(self, x, y): self.x, self.y = x, y def get_distance(self, u, v): distance = sqrt((self.x - u) ** 2 + (self.y - v) ** 2) return distance >> > pt = Point(7, 2) # 创建一个点 >> > pt.get_distance(10, 6) # 求到另一个点的距离 5.0
用閉包來實現:
def point(x, y): def get_distance(u, v): return sqrt((x - u) ** 2 + (y - v) ** 2) return get_distance >> > pt = point(7, 2) >> > pt(10, 6) 5.0
可以看到,結果是一樣的,但使用閉包實現比使用類別更簡潔。
常見迷思
閉包的概念很簡單,但實現起來卻容易出現一些誤區,例如下面的例子:
def count(): funcs = [] for i in [1, 2, 3]: def f(): return i funcs.append(f) return funcs
在這個例子中,我們在每次 for 循環中創建了一個函數,並將它存到 funcs 中。現在,呼叫上面的函數,你可能會認為回傳結果是 1, 2, 3,事實上卻不是:
>> > f1, f2, f3 = count() >> > f1() 3 >> > f2() 3 >> > f3() 3
為什麼呢?原因在於上面的函數 f 引用了變數 i ,但函數 f 並非立刻執行,當 for 循環結束時,此時變數 i 的值為3, funcs 裡面的函數所引用的變數為3,而最終結果則全為3。
因此,我們應盡量避免在閉包中引用循環變量,或後續會發生變化的變量。
那上面這種情況該怎麼解決呢?我們可以再建立一個函數,並將循環變數的值傳給該函數,如下:
def count(): funcs = [] for i in [1, 2, 3]: def g(param): f = lambda: param # 这里创建了一个匿名函数 return f funcs.append(g(i)) # 将循环变量的值传给 g return funcs >> > f1, f2, f3 = count() >> > f1() 1 >> > f2() 2 >> > f3() 3
小結
閉包是攜帶自由變數的函數,即使創建閉包的外部函數的生命週期結束了,閉包所引用的自由變數仍會存在。
閉包在運作可以有多個實例。
盡量不要在閉包中引用循環變量,或後續會發生變化的變數。
以上就是Python進階:攜帶狀態的閉包的內容,更多相關內容請關注PHP中文網(www.php.cn)!