淺顯理解 Python 閉包

from: https://serholiu.com/python-closures

閉包這個概念在 JavaScript 中討論和使用得比較多，不過在 Python 中卻不是那麼顯而易見，之因此說「不是那麼」，是由於即便用到了，也沒用注意到而已，好比定義一個 Decorator 時，就已經用到閉包了。網上對閉包的各類解釋，感受很是晦澀，在這裏談談個人淺顯認識：要造成閉包，首先得有一個嵌套的函數，即函數中定義了另外一個函數，閉包則是一個集合，它包括了外部函數的局部變量，這些局部變量在外部函數返回後也繼續存在，並能被內部函數引用。

舉個例子

這是個常常使用到的例子，定義一個函數 generate_power_func，它返回另外一個函數，如今閉包造成的條件已經達到。

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def generate_power_func(n):     print "id(n): %X" % id(n)     def nth_power(x):         return x**n     print "id(nth_power): %X" % id(nth_power)     return nth_power

對於內部函數 nth_power，它能引用到外部函數的局部變量 n，並且即便 generate_power_func 已經返回。把這種現象就稱爲閉包。具體使用一下。

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>>> raised_to_4 = generate_power_func(4)id(n): 246F770id(nth_power): 2C090C8>>> repr(raised_to_4)'<function nth_power at 0x2c090c8>'

從結果能夠看出，當 generate_power_func(4) 執行後, 建立和返回了 nth_power 這個函數對象，內存地址是 0x2C090C8,而且發現 raised_to_4 和它的內存地址相同，即 raised_to_4只是這個函數對象的一個引用。先在全局命名空間中刪除 generate_power_func，再試試會出現什麼結果。

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>>> del generate_power_func>>> raised_to_4(2)16

啊哈，竟然沒出現錯誤， nth_power 是怎麼知道 n 的值是 4，並且如今 generate_power_func 甚至都不在這個命名空間了。對，這就是閉包的做用，外部函數的局部變量能夠被內部函數引用，即便外部函數已經返回了。

__closure__ 屬性和 cell 對象

如今知道閉包是怎麼一回事了，那就到看看閉包究竟是怎麼回事的時候了。Python 中函數也是對象，因此函數也有不少屬性，和閉包相關的就是 __closure__ 屬性。__closure__ 屬性定義的是一個包含 cell 對象的元組，其中元組中的每個 cell 對象用來保存做用域中變量的值。

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>>> raised_to_4.__closure__(<cell at 0x2bf4ec0: int object at 0x246f770>,)>>> type(raised_to_4.__closure__[0])<type 'cell'>>>> raised_to_4.__closure__[0].cell_contents4

就如剛纔所說，在 raised_to_4 的 __closure__ 屬性中有外部函數變量 n 的引用，經過內存地址能夠發現，引用的都是同一個 n。若是沒用造成閉包，則 __closure__ 屬性爲 None。對於 Python 具體是如何實現閉包的，能夠查看 Python閉包詳解，它經過分析 Python 字節碼來說述閉包的實現。

最後總結

閉包特性有着很是多的做用，不過都是須要時纔會不經意的用上，不要像使用設計模式同樣去硬套這些法則。這篇文章按照本身的理解翻譯至 Python Closures Explained，可能和原文有些不一樣之處，若有疑惑，請查看原文。附上一些參考資料。

1. 閉包的概念、形式與應用: 能夠從其中瞭解閉包的應用

2. Python閉包詳解：從字節碼出發瞭解 Python 閉包的實現機制

3. 理解Javascript的閉包: 從 Javascript 的閉包中瞭解一些閉包特性，能夠和 Python 做下對比