Python程序设计闭包

1. 闭包

1.1 作用域

内置名称（built-in names）， Python 语言内置的名称，比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等。
全局名称（global names），模块中定义的名称，记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量。
局部名称（local names），函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。（类中定义的也是）

作用域是程序运行时变量可被访问的范围，定义在函数内的变量是局部变量，局部变量的作用范围只能是函数内部范围内，它不能在函数外引用。

def foo():num = 10  # 局部变量print(num)  # NameError: name 'num' is not defined

定义在模块最外层的变量是全局变量，它是全局范围内可见的，当然在函数里面也可以读取到全局变量的。例如：

num = 10  # 全局变量def foo():print(num)  # 10

1.2 嵌套函数

函数不仅可以定义在模块的最外层，还可以定义在另外一个函数的内部，像这种定义在函数里面的函数称之为**嵌套函数**（nested function）例如：

def print_msg():# print_msg 是外围函数msg = 10def printer():# printer是嵌套函数print(msg)printer()# 输出
print_msg()

对于嵌套函数，它可以访问到其外层作用域中声明的非局部（non-local）变量，比如代码示例中的变量 msg 可以被嵌套函数 printer 正常访问。

那么有没有一种可能即使脱离了函数本身的作用范围，局部变量还可以被访问得到呢？答案是闭包

1.3 global 和 nonlocal关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到 global 和 nonlocal 关键字了。

global 用于声明全局变量， nonlocal 用于闭包向上查找变量

1.4 什么是闭包

闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数，由于在 Python 语言中，只有函数内部的子函数才能读取局部变量，因此可以把闭包简单理解成 “定义在一个函数内部的函数”。所以，在本质上，闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。

闭包的用途：

可以在函数外部读取函数内部成员
让函数内成员始终存活在内存中

函数身为第一类对象，它可以作为函数的返回值返回，现在我们来考虑如下的例子：

def foo():"""闭包有自己的环境"""num = random.randint(1, 10)def printer():return numreturn printer# 把函数当做变量使用
pri = foo()
print('pri', pri())
print('pri', pri())

不同的地方在于内部函数 printer 直接作为返回值返回了。

一般情况下，函数中的局部变量仅在函数的执行期间可用，一旦 print_msg() 执行过后，我们会认为 msg变量将不再可用。然而，在这里我们发现 print_msg 执行完之后，在调用 foo 的时候 num 变量的值就返回了，这就是闭包的作用，闭包使得局部变量在函数外被访问成为可能。

看完这个例子，我们再来定义闭包，维基百科上的解释是: