淺談Python閉包

閉包是在其詞法上下文中引用了自由變量的函數。

通俗地說，就是函數嵌套（後續稱之爲外層函數）另一個函數（後續稱之爲內層函數），在內層函數中，引用外層函數的變量，每次對內層函數的調用，外層函數變量的值都會進行保持。

用個簡單的例子來講明，使用閉包實現一個函數，求全部傳入的數字的平均值。

def averager():
    """
    閉包實現求平均值的例子
    每次傳入一個數字，返回全部傳入的數字的平均值
    :return:
    """
    count = 0
    total = 0.0

    def _averager(value):
        nonlocal total, count
        total += value
        count += 1
        average = total/count
        return average

    return _averager

# 調用外層函數averager，獲得內層函數_averager的對象，賦值給avg
# 此時閉包造成，外層函數的變量total, count, average會被保持
avg = averager()
# 每次調用內層函數avg時，外層函數變量的值都會被記住
# 第一次調用，外層函數的變量count=1, total=10.0, average=10.0
print(avg(10))
# 10.0
# 第二次調用，外層函數變量的值不會重置，仍然保持上次調用的結果
# 此時 count=2, total=30.0, average=15.0
print(avg(20))
# 15.0
# 第三次調用，外層函數變量的值仍然會保持上次調用的結果
# 此時 count=3, total=36.0, average=12.0
print(avg(6))
# 12.0

上面的例子中，最重要的部分在調用外層函數averager時，須要返回內層函數的對象_averager，注意這裏的return _averager沒有括號，並非調用內層函數，而是返回內層函數的對象。

avg_cls = Averager()當調用外層函數，返回內層函數對象時，即造成閉包。

avg(10)每次對內層函數的調用，外層函數中的變量的值，都會被記住，即保持上次調用的結果。

若是不容易理解，能夠用類實例實現相似上面閉包的功能，實際執行中，由於類實例self的參與，運行速度要略慢於閉包的實現。

# 以類實現相似上面閉包的功能
class Averager:

    def __init__(self):
        self.count = 0
        self.total = 0.0

    def __call__(self, value):
        self.total += value
        self.count += 1
        average = self.total/self.count
        return average

avg_cls = Averager()

print(avg_cls(10))
# 10.0
print(avg_cls(20))
# 15.0
print(avg_cls(6))
# 12.0

上面這個使用類實現的例子中，變量count和total，都保存在類實例avg_cls中，每次對類實例的調用，都會調用__call__方法計算平均值，由於是同一個實例，因此count和total的值都會存儲在實例中。

閉包也是相似的效果，變量count和total也是存儲在外層函數的上下文中，因此每次對內層函數調用，外層函數的變量不會被銷燬，而是一直保持初始值（未調用內層函數時）或上次調用的結果（每次調用內層函數後，對count和total的修改都會被存儲）。