python:返回函数,闭包详解编程语言

函数作为返回值


高阶函数除了可以接受函数作为参数外,还可以把函数作为结果值返回。

我们来实现一个可变参数的求和。通常情况下,求和的函数是这样定义的:

def calc_sum(*args): 
    ax = 0 
    for n in args: 
        ax = ax + n 
    return ax

但是,如果不需要立刻求和,而是在后面的代码中,根据需要再计算怎么办?可以不返回求和的结果,而是返回求和的函数:

In [23]: def lazy_sum(l): 
    ...:     def sum(): 
    ...:         x=0 
    ...:         for i in l: 
    ...:             x=x+i 
    ...:         return x 
    ...:     return sum

调用lazy_sum()时,返回求和函数sum,而不是结果。

>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) 
>>> f 
<function lazy_sum.<locals>.sum at 0x101c6ed90>

调用函数f时,才真正计算求和的结果:

>>> f() 
25

在这个例子中,我们在函数lazy_sum中又定义了函数sum,并且,内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量,当lazy_sum返回函数sum时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为“闭包(Closure)”的程序结构拥有极大的威力。

请再注意一点,当我们调用lazy_sum()时,每次调用都会返回一个新的函数,即使传入相同的参数:

>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) 
>>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) 
>>> f1==f2 
False

f1()f2()的调用结果互不影响。

闭包


注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量args,所以,当一个函数返回了一个函数后,其内部的局部变量还被新函数引用,所以,闭包用起来简单,实现起来可不容易。

另一个需要注意的问题是,返回的函数并没有立刻执行,而是直到调用了f()才执行。我们来看一个例子:

def count(): 
    fs = [] 
    for i in range(1, 4): 
        def f(): 
             return i*i 
        fs.append(f) 
    return fs 
 
f1, f2, f3 = count()

在上面的例子中,每次循环,都创建了一个新的函数,然后,把创建的3个函数都返回了。

你可能认为调用f1()f2()f3()结果应该是149,但实际结果是:

>>> f1() 
9 
>>> f2() 
9 
>>> f3() 
9

全部都是9原因就在于返回的函数引用了变量i,但它并非立刻执行等到3个函数都返回时,它们所引用的变量i已经变成了3,因此最终结果为9

!!!返回闭包时牢记一点:返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量。

如果一定要引用循环变量怎么办?方法是再创建一个函数,用该函数的参数绑定循环变量当前的值,无论该循环变量后续如何更改,已绑定到函数参数的值不变:

In [34]: def outfn(): 
    ...:     fs=[] 
    ...:     def f(s): 
    ...:         def g(): 
    ...:             return s*s 
    ...:         return g 
    ...:     for x in range(1,9): 
    ...:         fs.append(f(x)) 
    ...:     return fs 
    ...: 

练习


利用闭包返回一个计数器函数,每次调用它返回递增整数:

def createCounter(): 
    l = [0,] 
 
    def counter(): 
        l[0] = l[0] + 1 
        curr = l[0] 
        print(l) 
        return curr 
 
    return counter

 

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