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自学教程:如何理解及使用Python闭包

51自学网 2021-10-30 22:34:52
  python
这篇教程如何理解及使用Python闭包写得很实用,希望能帮到您。

一、Python 中的作用域规则和嵌套函数

每当执行一个函数时,就会创建一个新的局部命名空间,它表示包含函数体内分配的函数参数和变量名的局部环境。我们可以将名称空间看作一个字典,其中键是对象名称,值是对象本身。

解析名称时,解释器首先搜索本地命名空间。如果不存在匹配,则搜索全局名称空间,该名称空间是定义函数的模块。如果仍然没有找到匹配项,则在引发 NameError 异常之前最终检查内置名称空间。下图说明了这一点:

让我们考虑下面的例子:

age = 27def birthday():   age = 28birthday()print(age)  # age will still be 27>>27

当变量在函数内部赋值时,它们总是绑定到函数的本地名称空间; 因此,函数体中的变量 age 指的是一个包含值28的全新对象,而不是外部变量。可以使用全局语句更改此行为。下面的示例强调了这一点:

age = 27name = "Sarah"def birthday():   global age       # 'age' is in global namespace   age = 28  name = "Roark"birthday()         # age is now 28. name will still be "Sarah"

Python 也支持嵌套函数定义(函数内部的函数):

def countdown(start):  # This is the outer enclosing function  def display():    # This is the nested function    n = start    while n > 0:      n-=1      print('T-minus %d' % n)   display()# We execute the functioncountdown(3)>>>T-minus 3T-minus 2T-minus 1

二、定义闭包函数

在上面的示例中,如果函数 countdown()的最后一行返回了 display 函数而不是调用它,会发生什么情况?这意味着该函数的定义如下:

def countdown(start):  # This is the outer enclosing function  def display():    # This is the nested function    n = start    while n > 0:      n-=1      print('T-minus %d' % n)  return display# Now let's try calling this function.counter1 = countdown(2)counter1()>>>T-minus 2T-minus 1

使用值2调用 countdown()函数,并将返回的函数绑定到名称 counter1。在执行 counter1()时,它使用最初提供给 countdown ()的 start 值。因此,在调用 counter1()时,尽管我们已经执行了 count1()函数,但仍然记住这个值。

这种将一些数据(本例中为2)附加到代码的技术在 Python 中称为闭包。

即使变量超出范围或函数本身从当前名称空间中移除,也会记住封闭范围中的这个值。我们可以尝试下面的代码来确认:

>>> del countdown>>> counter1()T-minus 2T-minus 1>>> countdown(2)Traceback (most recent call last):...NameError: name 'countdown' is not defined

三、何时使用闭包?

当一个类中实现的方法很少(大多数情况下只有一个方法)时,闭包可以提供一个替代的、更优雅的解决方案。此外,如果我们希望根据延迟或延迟计算的概念编写代码,闭包和嵌套函数特别有用。下面是一个例子:

from urllib.request import urlopendef page(url):   def get():     return urlopen(url).read()   return get

在上面的示例中,page ()函数实际上并不执行任何计算。相反,它只是创建并返回一个函数 get () ,该函数在调用 web 页面时获取页面内容。因此,在 get ()中执行的计算实际上被延迟到计算 get ()时程序中的某个后续点。例如:

>>> url1 = page("http://www.google.com") >>> url2 = page("http://www.bing.com") >>> url1<function page.<locals>.get at 0x10a6054d0>>>> url2<function page.<locals>.get at 0x10a6055f0>  >>> gdata = url1()     # Fetches http://www.google.com >>> bdata = url2()     # Fetches http://www.bing.com>>>

可以找到闭包函数中包含的值。

所有函数对象都有一个 _closure_ 属性,如果它是一个闭包函数,那么这个属性将返回一组单元格对象。根据上面的例子,我们知道 url1和 url2是闭包函数。

>>> page.__closure__       # Returns None since not a closure>>> url1.__closure__(<cell at 0x10a5f1250: str object at 0x10a5f3120>,)

单元格对象具有存储关闭值的属性 cell_contents。

>>> url1.__closure__[0].cell_contents'http://www.google.com'>>> url2.__closure__[0].cell_contents'http://www.bing.com'

四、总结

当嵌套函数引用其封闭范围中的值时,可以定义 Python 中的闭包。闭包提供了某种形式的数据隐藏。闭包还可以是一种高效的方法,可以在一系列函数调用之间保持状态。用 Python 创建一个闭包函数:

  • 我们必须有一个嵌套的函数
  • 嵌套函数必须引用封闭函数中定义的值
  • 封闭函数必须返回嵌套函数

到此这篇关于如何理解及使用Python闭包的文章就介绍到这了,更多相关Python闭包内容请搜索51zixue.net以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持51zixue.net!


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