什麼是閉包?關於python閉包的兩個問題解決方法

閉包就是根據不同的設定資訊得到不同的結果。以下透過本文來跟大家分享Python閉包的兩個注意事項，需要的朋友參考下

什麼是閉包?

簡單說,閉包就是根據不同的配置資訊得到不同的結果。

再來看看專業的解釋:閉包（Closure）是詞法閉包（Lexical Closure）的簡稱，是引用了自由變數的函數。這個被引用的自由變數將會和這個函數一同存在，即使已經離開了創造它的環境也不例外。所以，有另一種說法認為閉包是由函數和與其相關的引用環境組合而成的實體。

延遲綁定

Python閉包函數所引用的外部自由變數是延遲綁定的。

Python

In [2]: def multipliers():
  ...:   return [lambda x: i * x for i in range(4)] 
In [3]: print [m(2) for m in multipliers()]
[6, 6, 6, 6]
In [2]: def multipliers():
  ...:   return [lambda x: i * x for i in range(4)] 
In [3]: print [m(2) for m in multipliers()]
[6, 6, 6, 6]

如以上程式碼: i是閉包函數所引用的外部作用域的自由變數, 只有在內部函數被呼叫的時候才會搜尋變數i的值, 由於循環已結束, i指向最終值3, 所以各函數呼叫都得到了相同的結果。

解決方法:

1) 產生閉包函數的時候立即綁定(使用函數形參的預設值):

Python

In [5]: def multipliers():
  return [lambda x, i=i: i* x for i in range(4)]
    ...: 
In [6]: print [m(2) for m in multipliers()]
[0, 2, 4, 6]
In [5]: def multipliers():
  return [lambda x, i=i: i* x for i in range(4)]
    ...: 
In [6]: print [m(2) for m in multipliers()]
[0, 2, 4, 6]

如以上程式碼: 產生閉包函數的時候, 可以看到每個閉包函數都有一個帶預設值的參數: i=i, 此時, 解釋器會找出i的值, 並將其賦予形參i, 這樣在生成閉包函數的外部作用域(即外部循環中), 找到了變數i, 遂將其當前值賦予形參i。

2) 使用functools.partial:

Python

In [26]: def multipliers():
  return [functools.partial(lambda i, x: x * i, i) for i in range(4)]
  ....: 
In [27]: print [m(2) for m in multipliers()]
  [0, 2, 4, 6]
In [26]: def multipliers():
  return [functools.partial(lambda i, x: x * i, i) for i in range(4)]
  ....: 
In [27]: print [m(2) for m in multipliers()]
  [0, 2, 4, 6]

如以上程式碼: 在有可能因為延遲綁定而出問題的時候, 可以透過functools.partial構造偏函數, 使得自由變數優先綁定到閉包函數上。

禁止在閉包函數內對引用的自由變數進行重新綁定

Python

def foo(func):
  free_value = 8
  def _wrapper(*args, **kwargs):
    old_free_value = free_value #保存旧的free_value
    free_value = old_free_value * 2 #模拟产生新的free_value
    func(*args, **kwargs)
    free_value = old_free_value
  return _wrapper
def foo(func):
  free_value = 8
  def _wrapper(*args, **kwargs):
    old_free_value = free_value #保存旧的free_value
    free_value = old_free_value * 2 #模拟产生新的free_value
    func(*args, **kwargs)
    free_value = old_free_value
  return _wrapper

以上程式碼會報錯, UnboundLocalError: local variable 'free_value' referenced before assignment, 以上程式碼本意是打算實作一個帶有某個初始化狀態(free_value)但在執行內部閉包函數的時候又可以按需變更出新的狀態(free_value = old_free_value * 2)的裝飾器, 但內部由於發生了重新綁定, 解釋器會將free_value看作局部變數, old_free_value = free_value則會報錯, 因為解釋器認為free_value是沒有賦值就被引用了。

解決：

打算修改閉包函數引用的自由變數時, 可以放入一個list, 這樣, free_value = [8], free_value不可修改, 但free_value[0]是可以安全的被修改的。

另外, Python 3.x增加了nonlocal關鍵字, 也可以解決這個問題。

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