Warum führen lexikalische Python-Abschlüsse in Schleifen zu unerwarteten Ergebnissen?

Lexikalische Abschlüsse in Python: Das unerwartete Verhalten verstehen

In Python ermöglichen lexikalische Abschlüsse inneren Funktionen den Zugriff auf Variablen, die im umschließenden Bereich definiert sind. Beim Definieren von Funktionen innerhalb einer Schleife, die eine gemeinsam genutzte Variable ändert, tritt jedoch ein unerwartetes Verhalten auf. Betrachten Sie zur Veranschaulichung den folgenden Python-Code:

flist = []

for i in range(3):
    def func(x): return x * i
    flist.append(func)

for f in flist:
    print(f(2))

Dieser Code gibt „4 4 4“ aus, was überraschend ist, da man vielleicht „0 2 4“ erwarten würde. Der Grund für dieses unerwartete Verhalten liegt im Verschlussmechanismus. In Python erstellen in Schleifen definierte Funktionen neue Funktionen, teilen sich jedoch den umschließenden Bereich, in diesem Fall den globalen Bereich. Wenn der Wert von i anschließend geändert wird, verweisen daher alle Funktionen in der Liste auf denselben geänderten i-Wert.

Um dieses Problem zu beheben, müssen für jede Funktion innerhalb der Schleife eindeutige Umgebungen erstellt werden . Dies kann durch die Verwendung eines Funktionserstellers erreicht werden:

flist = []

for i in range(3):
    def funcC(j):
        def func(x): return x * j
        return func
    flist.append(funcC(i))

for f in flist:
    print(f(2))

In diesem überarbeiteten Code generiert jeder Aufruf von funcC eine neue Abschlussumgebung mit seinem eigenen Wert von i. Dadurch hat jede Funktion in der Liste Zugriff auf einen eindeutigen i-Wert, was zur erwarteten Ausgabe von „0 2 4“ führt.

Dieses Verhalten unterstreicht, wie wichtig es ist, zu verstehen, wie Abschlüsse in Python funktionieren, insbesondere wenn Umgang mit Nebenwirkungen und funktionaler Programmierung. Wenn in Schleifen definierte Funktionen eine geänderte Variable gemeinsam nutzen, kann es zu unerwartetem Verhalten kommen. Der Einsatz von Funktionserstellern hilft dabei, einzigartige Umgebungen für jede Funktion zu erstellen und stellt sicher, dass das gewünschte Verhalten erreicht wird.

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