Python嵌套函數(shù)和閉包

在Python語(yǔ)言中，可以在函數(shù)中定義函數(shù)。 這種在函數(shù)中嵌套定義的函數(shù)也叫內(nèi)部函數(shù)。我們來(lái)看下面的代碼：

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上述代碼中，定義了函數(shù)greet，在函數(shù)greet內(nèi)部又定義了一個(gè)函數(shù)inner_func, 并調(diào)用該函數(shù)打印了一串字符。

我們可以看到，內(nèi)部函數(shù)inner_func的定義和使用與普通函數(shù)基本相同。需要注意的是變量的作用域，在上述代碼中，函數(shù)參數(shù)name對(duì)于全局函數(shù)greet是局部變量，對(duì)內(nèi)部函數(shù)inner_func來(lái)說(shuō)則是非局部變量。內(nèi)部函數(shù)對(duì)于非局部變量的訪問(wèn)規(guī)則類似于標(biāo)準(zhǔn)的外部函數(shù)訪問(wèn)全局變量。

從這個(gè)例子我們還可以看到內(nèi)部函數(shù)的一個(gè)作用，就是通過(guò)定義內(nèi)部函數(shù)的方式將一些功能隱藏起來(lái)，防止外部直接調(diào)用。常見(jiàn)的場(chǎng)景是，在一個(gè)復(fù)雜邏輯的函數(shù)中，將一些小的任務(wù)定義成內(nèi)部函數(shù)，然后由這個(gè)外層函數(shù)使用，這樣可以使代碼更為清晰，易于維護(hù)。這些內(nèi)部函數(shù)只會(huì)在這個(gè)外層函數(shù)中使用，不能被其他函數(shù)或模塊使用。

在Python語(yǔ)言中, 函數(shù)也是對(duì)象，它可以被創(chuàng)建、賦值給變量，或者作為函數(shù)的返回值。我們來(lái)看下面這個(gè)例子。

在上述代碼中，在函數(shù)gen_greet內(nèi)部定義了inner_func函數(shù)，并返回了一個(gè)inner_func函數(shù)對(duì)象。外部函數(shù)gen_greet返回了一個(gè)函數(shù)對(duì)象，所以像gen_greet這樣的函數(shù)也叫工廠函數(shù)。

在內(nèi)部函數(shù)inner_func中，使用了外部函數(shù)的傳參greet_words（非局部變量），以及函數(shù)的參數(shù)name（局部變量），來(lái)打印一個(gè)字符串。

接下來(lái)，調(diào)用gen_greet("Hello")創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)對(duì)象say_hello，緊接著調(diào)用say_hello("Mr. Zhang")，輸出的結(jié)果為：Hello, Mr. Zhang！

同樣的，調(diào)用gen_greet("Hi")創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)對(duì)象say_hi，調(diào)用say_hello("Mr. Zhang")，輸出的結(jié)果為：Hi，Tony！

我們可以發(fā)現(xiàn)，gen_greet返回的函數(shù)對(duì)象具有記憶功能，它能夠把所需使用的非局部變量保存下來(lái)，用于后續(xù)被調(diào)用的時(shí)候使用。這種保存了非局部變量的函數(shù)對(duì)象被稱作閉包（closure）。

那么閉包是如何實(shí)現(xiàn)的呢？其實(shí)并不復(fù)雜，函數(shù)對(duì)象中有一個(gè)屬性__closure__，它就是在創(chuàng)建函數(shù)對(duì)象時(shí)用來(lái)保存這些非局部變量的。

__closure__屬性是一個(gè)元組或者None類型。在上述代碼中，我們可以通過(guò)下面方式查看：

函數(shù)的嵌套所實(shí)現(xiàn)的功能大都可以通過(guò)定義類的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且類是更加面向?qū)ο蟮拇a編寫(xiě)方式。

嵌套函數(shù)的一個(gè)主要用途是實(shí)現(xiàn)函數(shù)的裝飾器。我們看下面的代碼：

在上述代碼中，logger函數(shù)返回函數(shù)with_logging，with_logging則是打印了函數(shù)func的名稱及傳入的參數(shù)，然后調(diào)用func, 并將參數(shù)傳遞給func。其中的@wraps(func)語(yǔ)句用于復(fù)制函數(shù)func的名稱、注釋文檔、參數(shù)列表等等，使得with_logging函數(shù)具有被裝飾的函數(shù)func相同的屬性。

代碼中接下來(lái)用@logger對(duì)函數(shù)power_func進(jìn)行修飾，它的作用等同于下面的代碼:

可見(jiàn)，裝飾器@符其實(shí)就是上述代碼的精簡(jiǎn)寫(xiě)法。

通過(guò)了解了嵌套函數(shù)和閉包的工作原理，我們?cè)谑褂眠^(guò)程中就能夠更加得心應(yīng)手了。

python函數(shù)的閉包怎么理解

1. 閉包的概念

首先還得從基本概念說(shuō)起，什么是閉包呢？來(lái)看下維基上的解釋:

復(fù)制代碼代碼如下:

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，閉包（Closure）是詞法閉包（Lexical Closure）的簡(jiǎn)稱，是引用了自由變量的函數(shù)。這個(gè)被引用的自由變量將和這個(gè)函數(shù)一同存在，即使已經(jīng)離開(kāi)了創(chuàng)造它的環(huán)境也不例外。所以，有另一種說(shuō)法認(rèn)為閉包是由函數(shù)和與其相關(guān)的引用環(huán)境組合而成的實(shí)體。閉包在運(yùn)行時(shí)可以有多個(gè)實(shí)例，不同的引用環(huán)境和相同的函數(shù)組合可以產(chǎn)生不同的實(shí)例。

....

上面提到了兩個(gè)關(guān)鍵的地方： 自由變量 和 函數(shù), 這兩個(gè)關(guān)鍵稍后再說(shuō)。還是得在贅述下“閉包”的意思，望文知意，可以形象的把它理解為一個(gè)封閉的包裹，這個(gè)包裹就是一個(gè)函數(shù)，當(dāng)然還有函數(shù)內(nèi)部對(duì)應(yīng)的邏輯，包裹里面的東西就是自由變量，自由變量可以在隨著包裹到處游蕩。當(dāng)然還得有個(gè)前提，這個(gè)包裹是被創(chuàng)建出來(lái)的。

在通過(guò)Python的語(yǔ)言介紹一下，一個(gè)閉包就是你調(diào)用了一個(gè)函數(shù)A，這個(gè)函數(shù)A返回了一個(gè)函數(shù)B給你。這個(gè)返回的函數(shù)B就叫做閉包。你在調(diào)用函數(shù)A的時(shí)候傳遞的參數(shù)就是自由變量。

舉個(gè)例子：

復(fù)制代碼代碼如下:

def func(name):

def inner_func(age):

print 'name:', name, 'age:', age

return inner_func

bb = func('the5fire')

bb(26) # name: the5fire age: 26

這里面調(diào)用func的時(shí)候就產(chǎn)生了一個(gè)閉包——inner_func,并且該閉包持有自由變量——name，因此這也意味著，當(dāng)函數(shù)func的生命周期結(jié)束之后，name這個(gè)變量依然存在，因?yàn)樗婚]包引用了，所以不會(huì)被回收。

另外再說(shuō)一點(diǎn)，閉包并不是Python中特有的概念，所有把函數(shù)做為一等公民的語(yǔ)言均有閉包的概念。不過(guò)像Java這樣以class為一等公民的語(yǔ)言中也可以使用閉包，只是它得用類或接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。

更多概念上的東西可以參考最后的參考鏈接。

2. 為什么使用閉包

基于上面的介紹，不知道讀者有沒(méi)有感覺(jué)這個(gè)東西和類有點(diǎn)相似，相似點(diǎn)在于他們都提供了對(duì)數(shù)據(jù)的封裝。不同的是閉包本身就是個(gè)方法。和類一樣，我們?cè)诰幊虝r(shí)經(jīng)常會(huì)把通用的東西抽象成類，（當(dāng)然，還有對(duì)現(xiàn)實(shí)世界——業(yè)務(wù)的建模），以復(fù)用通用的功能。閉包也是一樣，當(dāng)我們需要函數(shù)粒度的抽象時(shí)，閉包就是一個(gè)很好的選擇。

在這點(diǎn)上閉包可以被理解為一個(gè)只讀的對(duì)象，你可以給他傳遞一個(gè)屬性，但它只能提供給你一個(gè)執(zhí)行的接口。因此在程序中我們經(jīng)常需要這樣的一個(gè)函數(shù)對(duì)象——閉包，來(lái)幫我們完成一個(gè)通用的功能，比如后面會(huì)提到的——裝飾器。

3. 使用閉包

第一種場(chǎng)景 ，在python中很重要也很常見(jiàn)的一個(gè)使用場(chǎng)景就是裝飾器，Python為裝飾器提供了一個(gè)很友好的“語(yǔ)法糖”——@，讓我們可以很方便的使用裝飾器，裝飾的原理不做過(guò)多闡述，簡(jiǎn)言之你在一個(gè)函數(shù)func上加上@decorator_func, 就相當(dāng)于decorator_func(func):

復(fù)制代碼代碼如下:

def decorator_func(func):

def wrapper(*args, **kwargs):

return func(*args, **kwargs)

return wrapper

@decorator_func

def func(name):

print 'my name is', name

# 等價(jià)于

decorator_func(func)

在裝飾器的這個(gè)例子中，閉包（wrapper）持有了外部的func這個(gè)參數(shù)，并且能夠接受外部傳過(guò)來(lái)的參數(shù)，接受過(guò)來(lái)的參數(shù)在原封不動(dòng)的傳給func，并返回執(zhí)行結(jié)果。

這是個(gè)簡(jiǎn)單的例子，稍微復(fù)雜點(diǎn)可以有多個(gè)閉包，比如經(jīng)常使用的那個(gè)LRUCache的裝飾器，裝飾器上可以接受參數(shù)@lru_cache(expire=500)這樣。實(shí)現(xiàn)起來(lái)就是兩個(gè)閉包的嵌套:

復(fù)制代碼代碼如下:

def lru_cache(expire=5):

# 默認(rèn)5s超時(shí)

def func_wrapper(func):

def inner(*args, **kwargs):

# cache 處理 bala bala bala

return func(*args, **kwargs)

return inner

return func_wrapper

@lru_cache(expire=10*60)

def get(request, pk)

# 省略具體代碼

return response()

不太懂閉包的同學(xué)一定得能夠理解上述代碼，這是我們之前面試經(jīng)常會(huì)問(wèn)到的面試題。

第二個(gè)場(chǎng)景 ，就是基于閉包的一個(gè)特性——“惰性求值”。這個(gè)應(yīng)用比較常見(jiàn)的是在數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的時(shí)候，比如說(shuō)：

復(fù)制代碼代碼如下:

# 偽代碼示意

class QuerySet(object):

def __init__(self, sql):

self.sql = sql

self.db = Mysql.connect().corsor() # 偽代碼

def __call__(self):

return db.execute(self.sql)

def query(sql):

return QuerySet(sql)

result = query("select name from user_app")

if time now:

print result # 這時(shí)才執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)

上面這個(gè)不太恰當(dāng)?shù)睦诱故玖送ㄟ^(guò)閉包完成惰性求值的功能，但是上面query返回的結(jié)果并不是函數(shù)，而是具有函數(shù)功能的類。有興趣的可以去看看Django的queryset的實(shí)現(xiàn)，原理類似。

第三種場(chǎng)景 ， 需要對(duì)某個(gè)函數(shù)的參數(shù)提前賦值的情況，當(dāng)然在Python中已經(jīng)有了很好的解決訪問(wèn) functools.parial,但是用閉包也能實(shí)現(xiàn)。

復(fù)制代碼代碼如下:

def partial(**outer_kwargs):

def wrapper(func):

def inner(*args, **kwargs):

for k, v in outer_kwargs.items():

kwargs[k] = v

return func(*args, **kwargs)

return inner

return wrapper

@partial(age=15)

def say(name=None, age=None):

print name, age

say(name="the5fire")

# 當(dāng)然用functools比這個(gè)簡(jiǎn)單多了

# 只需要： functools.partial(say, age=15)(name='the5fire')

看起來(lái)這又是一個(gè)牽強(qiáng)的例子，不過(guò)也算是實(shí)踐了閉包的應(yīng)用。

為什么Python嵌套函數(shù)不稱為閉包

可以拿到外層函數(shù)的參數(shù)的內(nèi)層函數(shù)叫閉包…

嵌套函數(shù)指的是在一個(gè)函數(shù)中調(diào)用另一個(gè)函數(shù)

個(gè)人拙見(jiàn)……

python中使用閉包及修改外部函數(shù)的局部變量

在python中，函數(shù)可以被嵌套定義，也就是說(shuō)，函數(shù)中可以定義函數(shù)。該函數(shù)還可以將其內(nèi)部定義的函數(shù)作為返回值返回。

閉包的定義：一般來(lái)說(shuō)，我們可以認(rèn)為，如果一個(gè)函數(shù)可以讀取其他函數(shù)中的局部變量，那么它們就構(gòu)成了閉包。

注意 ：閉包的定義不是特別清晰，但大體上的意思是這樣的。

我們知道，普通的函數(shù)是可以使用全局變量的

類似的，函數(shù)中定義的函數(shù)，也是可以使用外部函數(shù)的變量的。因此，滿足了函數(shù)讀取了其他函數(shù)局部變量的這一條件，他們因此構(gòu)成了閉包。

在閉包的使用中，我們可以先給外部的函數(shù)賦予不同的局部變量，然后再調(diào)用其中內(nèi)部的函數(shù)時(shí)，就可以讀取到這些不同的局部變量了。

外部變量的使用 在普通函數(shù)中，雖然可以直接使用全局變量，但是不可以直接修改全局變量。從變量的作用域來(lái)說(shuō)，一旦你嘗試修改全局變量，那么就會(huì)嘗試創(chuàng)建并使用一個(gè)同名的局部變量。因此，如果你需要在普通函數(shù)中修改全局變量，需要使用global

同樣的，如果你希望通過(guò)定義在內(nèi)部的函數(shù)去修改其外部函數(shù)的變量，那么必須使用nonlocal

Python中什么是閉包？

Python中的閉包不是一個(gè)簡(jiǎn)單一說(shuō)就能明白的概念，這個(gè)是需要在深入學(xué)習(xí)當(dāng)中理解的。在一些語(yǔ)言中，函數(shù)中可以嵌套定義另外一個(gè)，如果內(nèi)部函數(shù)引用了外部函數(shù)的變量，就會(huì)產(chǎn)生閉包。閉包是可以用在一個(gè)函數(shù)與一組私有的變量之間創(chuàng)建關(guān)聯(lián)關(guān)系。在給定函數(shù)中被多次調(diào)用的，這些私有變量能夠保持持久性；

例子：

def make_printer(msg):

def printer():

print msg # 夾帶私貨（外部變量）

return printer # 返回的是函數(shù)，帶私貨的函數(shù)

說(shuō)人話就是當(dāng)某個(gè)函數(shù)被當(dāng)成對(duì)象返回的時(shí)候，夾帶了外部變量，就形成了一個(gè)閉包。還是不懂的話，去黑馬程序員論壇，有視頻也有文字教學(xué)。找不到對(duì)話框直接問(wèn)就好了

python什么是閉包 閉包的作用域

在函數(shù)中可以定義另一個(gè)函數(shù)時(shí)，如果內(nèi)部的函數(shù)引用了外部的函數(shù)的變量，則可能產(chǎn)生閉包。

閉包可以用來(lái)在一個(gè)函數(shù)與一組私有變量之間創(chuàng)建關(guān)聯(lián)關(guān)系。

在給定函數(shù)被多次調(diào)用的過(guò)程中，這些私有變量能夠保持其持久性。

形成閉包的三個(gè)條件

必須有一個(gè)內(nèi)嵌函數(shù)—這對(duì)應(yīng)函數(shù)之間的嵌套;

內(nèi)嵌函數(shù)必須引用一個(gè)定義在閉合范圍內(nèi)的變量—內(nèi)部函數(shù)引用外部變量;

外部函數(shù)必須返回內(nèi)嵌函數(shù)—必須返回內(nèi)部函數(shù)。

換句話來(lái)說(shuō)：閉包的概念很簡(jiǎn)單，一個(gè)可以引用在函數(shù)閉合范圍內(nèi)變量的函數(shù)，即內(nèi)部函數(shù)，只有那個(gè)內(nèi)部函數(shù)才有所謂的__closure__屬性。

閉包的原理

形成閉包之后，閉包函數(shù)會(huì)獲得一個(gè)非空的_Closure_屬性，這個(gè)屬性是一個(gè)元組。

組里面的對(duì)象為cell對(duì)象，而訪問(wèn)cell對(duì)象的cell_contents屬性則可以得到閉包變量的當(dāng)前值。

而隨著閉包的繼續(xù)調(diào)用，變量會(huì)進(jìn)行再次更新。由此可見(jiàn)，一般形成閉包之后，Python確定會(huì)將_closure_和閉包函數(shù)綁定作為儲(chǔ)存閉包變量的場(chǎng)所。

閉包的好處是什么?

其實(shí)，閉包并不是必須的。

沒(méi)有閉包的話，Python的功能不會(huì)受到任何影響;但有了閉包之后，可以提供一種額外的解決方案。

新聞標(biāo)題：python函數(shù)嵌套閉包 python內(nèi)嵌函數(shù)和閉包
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