在本文中,您將了解什麼是Python閉包,如何定義閉包以及應該如何使用閉包。
在進入閉包之前,我們必須先了解一個巢狀函式和非區域性變數。
在函式中定義另一個函式稱為巢狀函式。巢狀函式可以存取包圍範圍內的變數。
在Python中,這些非區域性變數只能在預設情況下讀取,我們必須將它們顯式地宣告為非區域性變數(使用nonlocal
關鍵字)才能進行修改。
以下是存取非區域性變數的巢狀函式的範例。
def print_msg(msg):
# This is the outer enclosing function
def printer():
# This is the nested function
print(msg)
printer()
# We execute the function
# Output: Hello
print_msg("Hello")
可以看到巢狀函式printer()
能夠存取封閉函式的非區域性變數msg
。
在上面的例子中,如果函式print_msg()
的最後一行返回printer()
函式而不是呼叫它,會發生什麼? 如該函式定義如下 -
def print_msg(msg):
# This is the outer enclosing function
def printer():
# This is the nested function
print(msg)
return printer # this got changed
# Now let's try calling this function.
# Output: Hello
another = print_msg("Hello")
another()
這樣是不尋常的。
print_msg()
函式使用字串「Hello
」進行呼叫,返回的函式被系結到另一個名稱。 在呼叫another()
時,儘管我們已經完成了print_msg()
函式的執行,但仍然記住了這個訊息。
一些資料(「Hello
」)附加到程式碼中的這種技術在Python中稱為閉包。
即使變數超出範圍或函式本身從當前名稱空間中刪除,也會記住封閉範圍內的值。
嘗試在Python shell中執行以下內容以檢視輸出。
>>> del print_msg
>>> another()
Hello
>>> print_msg("Hello")
Traceback (most recent call last):
...
NameError: name 'print_msg' is not defined
從上面的例子可以看出,當巢狀函式參照其封閉範圍內的值時,在Python中有使用了一個閉包。
在Python中建立閉包必須滿足的標準將在以下幾點 -
那麼閉包是什麼好的?
閉包可以避免使用全域性值並提供某種形式的資料隱藏。它還可以提供物件導向的解決問題的解決方案。
當在類中幾乎沒有方法(大多數情況下是一種方法)時,閉包可以提供一個替代的和更優雅的解決方案。 但是當屬性和方法的數量變大時,更好地實現一個類。
這是一個簡單的例子,其中閉包可能比定義類和建立物件更為優先。
def make_multiplier_of(n):
def multiplier(x):
return x * n
return multiplier
# Multiplier of 3
times3 = make_multiplier_of(3)
# Multiplier of 5
times5 = make_multiplier_of(5)
# Output: 27
print(times3(9))
# Output: 15
print(times5(3))
# Output: 30
print(times5(times3(2)))
Python中的裝飾器也可以廣泛使用閉包。值得注意的是,可以找到封閉函式中包含的值。
所有函式物件都有一個__closure__
屬性,如果它是一個閉包函式,它返回一個單元格物件的元組。 參考上面的例子,我們知道times3
和times5
是閉包函式。
>>> make_multiplier_of.__closure__
>>> times3.__closure__
(<cell at 0x0000000002D155B8: int object at 0x000000001E39B6E0>,)
單元格(cell
)物件具有儲存閉合值的屬性:cell_contents
。
>>> times3.__closure__[0].cell_contents
3
>>> times5.__closure__[0].cell_contents
5