深入浅出Python闭包

闭包简述

闭包概念：在一个内部函数中，对外部作用域的变量进行引用， (并且一般外部函数的返回值为内部函数)，那么内部函数就被认为是闭包 (colsure)。

函数引用

在Python中，万物皆对象，因此函数也不例外。函数的名称可以当做变量使用。来看看下面几个例子：

In [2]: def func1():...:     print("func1() called")...:In [3]: type(func1)
Out[3]: functionIn [4]: func1
Out[4]: <function __main__.func1()># 函数引用赋值
In [5]: func = func1In [6]: id(func)
Out[6]: 1875091721816In [7]: id(func1)
Out[7]: 1875091721816# 函数调用
In [8]: func()
func1() calledIn [9]: func1()
func1() called

模拟事件处理范例

方案一、if判断

# -------------------- 函数引用的范例 -------------------- #
import randomdef onclick():"""点击事件处理"""print("onclick called")def onhover():"""悬浮事件处理"""print("onhover called")def onmove():"""移动事件处理"""print("onmove called")def quit():"""关闭事件处理"""print("quit called")def handle_event1():"""处理事件方案1"""# 事件列表events = ["click", "dbclick", "hover", "move", "quit"]while True:# 随机事件event = random.choice(events)print("event:", event)if event == "click":onclick()elif event == "dbclick":# ondbclick()passelif event == "hover":onhover()elif event == "move":onmove()elif event == "quit":quit()break# elif event == "..."print()

运行结果

event: move
onmove calledevent: hover
onhover calledevent: click
onclick calledevent: quit
quit called

方案二、函数引用

# 事件处理函数的引用对照字典
# 事件event为 key， 对应的事件处理函数引用为 value
event_dict = {"click": onclick,"hover": onhover,"move": onmove,"quit": quit
}def handle_event2():"""处理事件方案2"""# 事件列表events = ["click", "dbclick", "hover", "move", "quit"]while True:# 随机事件event = random.choice(events)# 获取事件处理函数event_func = event_dict.get(event, None)print("event:", event)# 判断是否从字典中获取到事件函数if event_func:event_func()print()if event == "quit":break

运行结果

event: hover
onhover calledevent: hover
onhover calledevent: hover
onhover calledevent: click
onclick calledevent: quit
quit called

使用函数引用，发现程序结构更简单明了，实现也非常巧妙。

Python 中闭包的使用

def func(number):# 在函数内部再定义一个函数，并且这个函数用到了外部函数的变量，# 那么将这个函数以及用到的一些变量称之为闭包def func_in(number_in):print("in func_in 函数, number_in is %d" % number_in)return number + number_in# 这里返回的就是闭包return func_in# 给func函数赋值，这个20就是给参数number
ret = func(20)# 注意这里的100其实给参数number_in
print(ret(100))#注 意这里的200其实给参数number_in
print(ret(200))

运行结果

in func_in 函数, number_in is 100
120
in func_in 函数, number_in is 200
220

闭包案例 - 直线方程配置

# -------------------- 直线方程配置 -------------------- #
def line_conf(a, b):def line(x):print("x =", x)return a*x + bprint("y = {}*x + {}".format(a, b))return line# y = 2*x + 1
line1 = line_conf(2, 1)
print("y =", line1(5), "\n")# y = 4*x + 5
line2 = line_conf(4, 5)
print("y =", line2(5), "\n")

运行结果

y = 2*x + 1
x = 5
y = 11 y = 4*x + 5
x = 5
y = 25

这个例子中，函数 line 与变量 a,b 构成闭包。在创建闭包的时候，我们通过 line_conf 的参数 a,b 说明了这两个变量的取值，这样，我们就确定了函数的最终形式 ( y = 2x + 1和 y = 4x + 5)。我们只需要变换参数 a,b，就可以获得不同的直线表达式函数。由此，我们可以看到，闭包也具有提高代码可复用性的作用。

如果没有闭包，我们需要每次创建直线函数的时候同时说明 a, b, x。这样，我们就需要更多的参数传递，也减少了代码的可移植性。

注意： 由于闭包引用了外部函数的局部变量，则外部函数的局部变量没有及时释放，消耗内存

修改外部函数中的变量

In [23]: def counter(start=0):...:     def incr():...:         # nonlocal start...:         start += 1...:         return start...:     return incr...:In [24]: c = counter(5)In [25]: c()
---------------------------------------------------------------------------
UnboundLocalError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-25-cd4a6ef0eda0> in <module>
----> 1 c()<ipython-input-23-7cfd2d33ae43> in incr()2     def incr():3         # nonlocal start
----> 4         start += 15         return start6     return incrUnboundLocalError: local variable 'start' referenced before assignment

local variable 'start' referenced before assignment

变量没有被赋值直接引用了，可以发现在内部函数不可以直接使用外部函数变量。

Python3的方法 - nonlocal关键字

# -------------------- Python3修改外部函数中的变量 -------------------- #
def counter(start=0):def incr():nonlocal startstart += 1return startreturn incr# ipython 测验
In [12]: c1 = counter(5)In [13]: c1()
Out[13]: 6In [14]: c1()
Out[14]: 7In [15]: c2 = counter(50)In [16]: c2()
Out[16]: 51In [17]: c2()
Out[17]: 52In [18]: c1()
Out[18]: 8In [19]: c1()
Out[19]: 9In [20]: c2()
Out[20]: 53In [21]: c2()
Out[21]: 54

Python2的方法 - 列表

# -------------------- Python2修改外部函数中的变量 -------------------- #
def counter(start=0):count = [start]def incr():count[0] += 1return count[0]return incr# ipython 测验
In [31]: c1 = counter(5)In [32]: c1()
Out[32]: 6In [33]: c1()
Out[33]: 7In [34]: c2 = counter(100)In [35]: c2()
Out[35]: 101In [36]: c2()
Out[36]: 102

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