为什么嵌套 Python 函数在执行时而不是定义时访问变量？

嵌套函数和局部变量访问

在Python中，嵌套函数可以从其封闭范围访问局部变量。但是，此访问的时间可能违反直觉。

考虑以下代码片段：

class Cage(object):
    def __init__(self, animal):
        self.animal = animal

def gotimes(do_the_petting):
    do_the_petting()

def get_petters():
    for animal in ['cow', 'dog', 'cat']:
        cage = Cage(animal)

        def pet_function():
            print "Mary pets the " + cage.animal + "."

        yield (animal, partial(gotimes, pet_function))

funs = list(get_petters())

for name, f in funs:
    print name + ":",
    f()

输出显示“Mary pets”，而不是获得 Mary 抚摸每只动物的预期输出猫”代表所有三种动物。出现这种现象是因为嵌套函数 pet_function 在执行时查找局部变量cage，而不是在定义时查找。

调用函数 get_petters 时，局部变量cage 会依次分配给每个动物循环内。然而，在函数结束时，cage 包含最后一个值（'cat'）。当调用 get_petters 返回的函数时，它们都访问同一个值为“cat”的笼子变量。

要解决这个问题，可以使用不同的技术，例如：

• 使用带有绑定笼的部分函数变量：

  from functools import partial
  
  def pet_function(cage):
    print "Mary pets the " + cage.animal + "."
  
  yield (animal, partial(gotimes, partial(pet_function, cage=cage)))

• 为嵌套函数创建新作用域：

  def scoped_cage(cage):
    def pet_function():
        print "Mary pets the " + cage.animal + "."
    return pet_function
  
  yield (animal, partial(gotimes, scoped_cage(cage)))

• 将变量绑定为 a 的默认值关键字参数：

  def pet_function(cage=cage):
    print "Mary pets the " + cage.animal + "."
  
  yield (animal, partial(gotimes, pet_function))

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