Python中的闭包使用及作用

 更新时间:2022年08月05日 15:35:12   作者:Python热爱者  
这篇文章主要介绍了Python中的闭包使用及作用,文章围绕主题展开详细的内容介绍,具有一定的参考价值,需要的小伙伴可以参考一下

1.什么是闭包

当我们在外部函数中定义了一个内部函数,并且内部函数能够读取到外部函数内的变量,这种函数我们就称为闭包。简单来说,闭包就是能够读取外部函数内的变量的函数。

闭包的架子大概是这样:

def demo_outer(x):
    def demo_inner(y):
        print("x的值:{}, y的值:{}, x + y 的值:{}".format(x, y, x + y))
    return demo_inner
do = demo_outer(12)
do(34)

上面代码执行结果如下:

x的值:12, y的值:34, x + y 的值:46

上面的闭包代码,和我们之前学习的装饰器类似,我们在外部函数 demo_outer 下定义了一个内部函数 demo_inner ,并且外部函数的返回值就是内部函数,同时在内部函数中,我们引用到了外部函数的变量 x ,而闭包的作用就是可以将外层函数的变量保存在内存中而不被销毁。

2.闭包的实例

我们先准备一个函数add(),每次调用该函数都只能传一个数 num ,每次返回的结果都是基于上一次结果的值 sum 进行累加操作。例如,sum的默认值为0,如果我们依次调用 add(10)、add(20)、add(30) 后,期望得到的最终结果是 sum = 60。

对于该问题,因为需要在函数内部对函数外部的变量进行处理,我们可能会考虑使用 global 来处理。

sum = 0
def get_add_sum(num):
    global sum
    sum += num
    return sum
print(get_add_sum(10))  # 输出:10
print(get_add_sum(20))  # 输出:30
print(get_add_sum(30))  # 输出:60
print(sum)  # 输出:60

上面代码中,我们在函数中通过全局变量 global 将 sum 声明为全局变量,最终返回的结果也符合我们的期望。但因为全局变量太灵活了,不同模块函数都能自由访问到全局变量,所以一般不推荐在函数内部中定义全局变量。

对于上面的问题,除了使用全局变量外,我们还可以通过 闭包 来实现。

sum = 0
def get_add_sum(sum):
    def add_num(num):
        nonlocal sum
        sum += num
        return sum
    return add_num

add = get_add_sum(sum)
print(add(10))  # 输出:10
print(add(20))  # 输出:30
print(add(30))  # 输出:60

print(sum)  # 输出:0

在上面的闭包函数中,定义了外层函数和内层嵌套函数,执行过程中,调用外层函数 get_add_sum 返回的就是内层嵌套函数 add_num ,因为Python中函数也是对象,所以可以直接返回 add_num 。

而在内层嵌套函数中则实现了我们想要的累加操作,在这里我们需使用关键字 nonlocal 来声明外层函数中的变量,否则无法对外层函数中的变量进行修改,其作用域只在闭包函数里面,所以当我们在最后打印 sum 最终结果,输出的仍然是其初始值 0 。

我们再来看一个例子:

def outer():
    res = []
    for i in range(3):
        print("外部的i值:{}".format(i))
        def inner(x):
            print("内部的i值:{}".format(i))
            return i + x
        res.append(inner)
    return res

temp = outer()
res = [i(10) for i in temp]
print(res)

上面代码的执行结果如下:

外部的i值:0
外部的i值:1
外部的i值:2
内部的i值:2
内部的i值:2
内部的i值:2
[12, 12, 12]

可以看到 res 的结果并不是 [10, 11, 12] ,因为 i 是外层函数的变量,并且其值是按 0,1,2 变化,因为该函数中无法保存外层函数的变量,故对于内部函数,其实际只能访问到最后外部变量的值 2 ,导致最终结果为:[12, 12, 12]。

在这里,我们可以使用闭包来保存函数的外部变量,修改代码如下:

def outer(i):
    print("外部的i值:{}".format(i))
    def inner(x):
        print("内部的i值:{}".format(i))
        return i + x
    return inner

def demo():
    res = []
    for i in range(3):
        res.append(outer(i))
    return res

temp = demo()
res = [i(10) for i in temp]
print(res)

上面代码的执行结果如下:

外部的i值:0
外部的i值:1
外部的i值:2
内部的i值:0
内部的i值:1
内部的i值:2
[10, 11, 12]

3.闭包和装饰器的区别

在Python中,闭包传递的参数是变量,装饰器传递的参数是函数对象,它们只是在传参内容上有不同。那么装饰器是不是属于闭包的一种呢,我们要怎么判断一个函数是否是闭包呢?

我们可以打印 闭包 和 装饰器 的属性 __closure__ ,如果一个函数是闭包,那么查看该属性将会返回一个cell对象组成的tuple对象。

def demo_outer(x):
    """
    闭包
    """
    def demo_inner(y):
        print("x的值:{}, y的值:{}, x + y 的值:{}".format(x, y, x + y))
    return demo_inner
def demo_decorator(func):
    """
    装饰器
    """
    def wrapper(*args, **kwargs):
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@demo_decorator
def method():
    pass

do = demo_outer(5)  # 闭包
print("闭包的属性:{}".format(do.__closure__))
dd = demo_decorator(method)  # 装饰器
print("装饰器的属性:{}".format(dd.__closure__))

执行结果如下:

闭包的属性:(<cell at 0x0000023F48C3C8E8: int object at 0x00007FF92017D4A0>,)
装饰器的属性:(<cell at 0x0000023F48C3C8B8: function object at 0x0000023F48CB97B8>,)

所以结合上面的结果,我们也可以这样理解:装饰器本质上就是一个闭包函数,它只是一个传递函数对象的闭包函数。

到此这篇关于Python中的闭包使用及作用的文章就介绍到这了,更多相关Python闭包内容请搜索脚本之家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脚本之家!

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