理解閉包

閉包這個概念好難理解，身邊朋友們好多都稀裏糊塗的，稀裏糊塗的林老冷但願寫下這篇文章可以對稀裏糊塗的夥伴們有一些幫助~

 

請你們跟我理解一下，若是在一個函數的內部定義了另外一個函數，外部的咱們叫他外函數，內部的咱們叫他內函數。

閉包： 

　　在一個外函數中定義了一個內函數，內函數裏運用了外函數的臨時變量，而且外函數的返回值是內函數的引用。這樣就構成了一個閉包。

通常狀況下，在咱們認知當中，若是一個函數結束，函數的內部全部東西都會釋放掉，還給內存，局部變量都會消失。可是閉包是一種特殊狀況，若是外函數在結束的時候發現有本身的臨時變量未來會在內部函數中用到，就把這個臨時變量綁定給了內部函數，而後本身再結束。

　　很晦澀很難理解啊！！咱們來看一段代碼^.^

 

 1 #閉包函數的實例
 2 # outer是外部函數 a和b都是外函數的臨時變量
 3 def outer( a ):
 4     b = 10
 5     # inner是內函數
 6     def inner():
 7         #在內函數中 用到了外函數的臨時變量
 8         print(a+b)
 9     # 外函數的返回值是內函數的引用
10     return inner
11 
12 if __name__ == '__main__':
13     # 在這裏咱們調用外函數傳入參數5
14     #此時外函數兩個臨時變量 a是5 b是10 ，並建立了內函數，而後把內函數的引用返回存給了demo
15     # 外函數結束的時候發現內部函數將會用到本身的臨時變量，這兩個臨時變量就不會釋放，會綁定給這個內部函數
16     demo = outer(5)
17     # 咱們調用內部函數，看一看內部函數是否是能使用外部函數的臨時變量
18     # demo存了外函數的返回值，也就是inner函數的引用，這裏至關於執行inner函數
19     demo() # 15
20 
21     demo2 = outer(7)
22     demo2()#17

 從上面例子是我寫的一個最簡單的很典型的閉包。我估計若是是初學的小夥伴，可能不少名詞都不明白是什麼意思，不要緊，我把這些名詞按照本身的理解去解釋一下~

1 外函數返回了內函數的引用：

　　引用是什麼？在python中一切都是對象，包括整型數據1，函數，實際上是對象。

　　當咱們進行a=1的時候，實際上在內存當中有一個地方存了值1，而後用a這個變量名存了1所在內存位置的引用。引用就好像c語言裏的指針，你們能夠把引用理解成地址。a只不過是一個變量名字，a裏面存的是1這個數值所在的地址，就是a裏面存了數值1的引用。

　　相同的道理，當咱們在python中定義一個函數def demo():  的時候，內存當中會開闢一些空間，存下這個函數的代碼、內部的局部變量等等。這個demo只不過是一個變量名字，它裏面存了這個函數所在位置的引用而已。咱們還能夠進行x = demo， y = demo， 這樣的操做就至關於，把demo裏存的東西賦值給x和y，這樣x 和y 都指向了demo函數所在的引用，在這以後咱們能夠用x() 或者 y() 來調用咱們本身建立的demo() ，調用的實際上根本就是一個函數，x、y和demo三個變量名存了同一個函數的引用。

　　不知道你們有沒有理解，很晦澀，但願我說明白了我想表達的。

　　有了上面的解釋，咱們能夠繼續說，返回內函數的引用是怎麼回事了。對於閉包，在外函數outer中 最後return inner，咱們在調用外函數 demo = outer() 的時候，outer返回了inner，inner是一個函數的引用，這個引用被存入了demo中。因此接下來咱們再進行demo() 的時候，至關於運行了inner函數。

　　同時咱們發現，一個函數，若是函數名後緊跟一對括號，至關於如今我就要調用這個函數，若是不跟括號，至關於只是一個函數的名字，裏面存了函數所在位置的引用。

2 外函數把臨時變量綁定給內函數：

　　按照咱們正常的認知，一個函數結束的時候，會把本身的臨時變量都釋放還給內存，以後變量都不存在了。通常狀況下，確實是這樣的。可是閉包是一個特別的狀況。外部函數發現，本身的臨時變量會在未來的內部函數中用到，本身在結束的時候，返回內函數的同時，會把外函數的臨時變量送給內函數綁定在一塊兒。因此外函數已經結束了，調用內函數的時候仍然可以使用外函數的臨時變量。

　　在我編寫的實例中，我兩次調用外部函數outer,分別傳入的值是5和7。內部函數只定義了一次，咱們發現調用的時候，內部函數是能識別外函數的臨時變量是不同的。python中一切都是對象，雖然函數咱們只定義了一次，可是外函數在運行的時候，其實是按照裏面代碼執行的，外函數裏建立了一個函數，咱們每次調用外函數，它都建立一個內函數，雖然代碼同樣，可是卻建立了不一樣的對象，而且把每次傳入的臨時變量數值綁定給內函數，再把內函數引用返回。雖然內函數代碼是同樣的，但其實，咱們每次調用外函數，都返回不一樣的實例對象的引用，他們的功能是同樣的，可是它們實際上不是同一個函數對象。

 

閉包中內函數修改外函數局部變量：

　　在閉包內函數中，咱們能夠隨意使用外函數綁定來的臨時變量，可是若是咱們想修改外函數臨時變量數值的時候發現出問題了！咋回事捏？？！！（哇哇大哭）

　　在基本的python語法當中，一個函數能夠隨意讀取全局數據，可是要修改全局數據的時候有兩種方法:1 global 聲明全局變量 2 全局變量是可變類型數據的時候能夠修改

　　在閉包內函數也是相似的狀況。在內函數中想修改閉包變量（外函數綁定給內函數的局部變量）的時候：

　　　　1 在python3中，能夠用nonlocal 關鍵字聲明 一個變量， 表示這個變量不是局部變量空間的變量，須要向上一層變量空間找這個變量。

　　　　2 在python2中，沒有nonlocal這個關鍵字，咱們能夠把閉包變量改爲可變類型數據進行修改，好比列表。

上代碼！！！

 

1 #修改閉包變量的實例
 2 # outer是外部函數 a和b都是外函數的臨時變量
 3 def outer( a ):
 4     b = 10  # a和b都是閉包變量
 5     c = [a] #這裏對應修改閉包變量的方法2
 6     # inner是內函數
 7     def inner():
 8         #內函數中想修改閉包變量
 9         # 方法1 nonlocal關鍵字聲明
10         nonlocal  b
11         b+=1
12         # 方法二，把閉包變量修改爲可變數據類型 好比列表
13         c[0] += 1
14         print(c[0])
15         print(b)
16     # 外函數的返回值是內函數的引用
17     return inner
18 
19 if __name__ == '__main__':
20 
21     demo = outer(5)
22     demo() # 6  11

 

 

 

從上面代碼中咱們能看出來，在內函數中，分別對閉包變量進行了修改，打印出來的結果也確實是修改以後的結果。以上兩種方法就是內函數修改閉包變量的方法。

 

還有一點須要注意：使用閉包的過程當中，一旦外函數被調用一次返回了內函數的引用，雖然每次調用內函數，是開啓一個函數執行事後消亡，可是閉包變量實際上只有一份，每次開啓內函數都在使用同一份閉包變量

上代碼！

 

1 #coding:utf8
 2 def outer(x):
 3     def inner(y):
 4         nonlocal x
 5         x+=y
 6         return x
 7     return inner
 8 
 9 
10 a = outer(10)
11 print(a(1)) //11
12 print(a(3)) //14

 

 

 

兩次分別打印出11和14，因而可知，每次調用inner的時候，使用的閉包變量x其實是同一個。

 

閉包有啥用？？！！

　　不少夥伴很糊塗，閉包有啥用啊？？還這麼難懂！

　　 3.1裝飾器！！！裝飾器是作什麼的？？其中一個應用就是，咱們工做中寫了一個登陸功能，咱們想統計這個功能執行花了多長時間，咱們能夠用裝飾器裝飾這個登陸模塊，裝飾器幫咱們完成登陸函數執行以前和以後取時間。

　　 3.2面向對象！！！經歷了上面的分析，咱們發現外函數的臨時變量送給了內函數。你們回想一下類對象的狀況，對象有好多相似的屬性和方法，因此咱們建立類，用類建立出來的對象都具備相同的屬性方法。閉包也是實現面向對象的方法之一。在python當中雖然咱們不這樣用，在其餘編程語言入好比avaScript中，常常用閉包來實現面向對象編程

　　 3.3實現單利模式！！ 其實這也是裝飾器的應用。單利模式畢竟比較高大，，須要有必定項目經驗才能理解單利模式究竟是幹啥用的，咱們就不探討了。