Python 闭包的高级用法详解

所谓闭包，就是指内函数使用了外函数的局部变量，并且外函数把内函数返回出来的过程，这个内函数称之为闭包函数。可以理解为是函数式编程中的封装。

内部函数可以使用外部函数定义的属性：外部函数调用后，返回内部函数的地址，完成内部函数的调用。

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def outer():num = 100def inner():return numreturn innerresult = outer()
print(f'外部函数调用后，返回内部函数的地址：{result}')
print('通过内部函数的地址，完成内部函数的调用,使用外部函数定义的属性值为：', result())

一般写法和闭包写法的对比：

一般写法，在传入的 x 和 y 不变情况下，每次调用函数时，都要重复传入相同的 x、y 参数。

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def cal(x,y,z):print(x+y+z)cal(2,3,4)
cal(2,3,5)
cal(2,3,6)
cal(2,3,7)
cal(2,3,8)

闭包写法，在x、y固定的情况下，只需要通过调用内部函数去传 z参数就可以了。如果要计算的结果太多，要传的 z 可能好多，也可以通过循环去实现传参，减少重复调用函数。

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def cal(x,y):def cal_in(z):print(x+y+z)return cal_inresult = cal(2,3)
result(4)
result(5)
result(6)
result(7)
result(8)

全局变量对闭包函数调用时所引用的变量究竟有没有影响？

可见，当调用闭包函数时，是直接调用了外部函数变量
n = 3, 而不是全局变量 n = 4, 因此结果为 27。也证明了执行函数时，它的优先级是先搜索内部作用域的变量，全局变量对闭包函数的执行并没有影响。

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def pow1():n = 3def pow2(x):return x ** nreturn pow2n = 4result = pow1()
print(result(3))

closure是内部函数的一个属性，用来保存环境变量，返回的是一个元组，每一项都是闭包函数引用的外部变量。可以通过cell_contents 将被引用的变量打印出来。

首先打印 result 的类型，可见是一个函数类型，证明在这个函数里面，我们可以将另外一个函数作为这个函数的返回值去进行返回的。打印 closure，得出内部函数的属性所对应的环境变量，可见它是一个元组类型。最后通过 cell_contents去获取变量的值。要注意的是，由于环境变量是一个元组，cell_contents是没有元组直接获取变量值的属性，因此必须先通过索引去获取你要的数据，否则会有报错。

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假设把 n = 3 放到最外层，变成全局变量，结果会一样吗？

可见结果已经有刚才的 27 变成了 81。由于 n = 3 已经由局部变量变成了全局变量，当调用 pow2(x)时，并没有引用 pow1() 的变量，因此它并不是闭包函数，只是一个普通的嵌套函数，当pow2（x）搜索内部作用域没找到 n 的变量，就会搜索全局变量，由于全局变量同时存在 n = 3 和 n = 4, 这时变量就相当于 n = 4, 结果就是 3的4次方为81，而不是刚才执行闭包函数时的27了。

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同样，根据刚才介绍的 closure 概念，我们可以通过打印 closure 去验证是否闭包。

可见结果为 None, 证明这不是闭包函数。

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当 n 未定义的情况下出现的报错：

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def pow1():n = 3def pow2(x):n +=1return x ** nreturn pow2result = pow1()
print(result(3))

解决报错的方法：可以用 nonlocal 关键字声明一个变量，表示这个变量不是局部变量空间的变量，需要向上一层变量空间找这个变量。

可见添加 nonlocal后，闭包函数可以正常调用 n = 3 并执行累加。因此当调用第一次时，结果为 81，调用第二次时，结果为 243， n 相当于变成了5

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再看另外一个循环的例子，循环中变量分别是1、2，但实际最终返回的结果为4,4。原因是返回的函数引用了变量i，但它并非立刻执行。等到2个函数都返回时，它们所引用的变量i已经变成了2。从打印 cell_contents 结果可见。

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def pow1():n=2L = []for i in range(1,3):def pow2():return i ** nL.append(pow2)return Lf1,f2 = pow1()
print(f1())
print(f2())
print(f1.__closure__)
print(f2.__closure__)
print(f1.__closure__[0].cell_contents)
print(f2.__closure__[0].cell_contents)

要改变分别执行变量1、2，让pow2() 形成闭包。可见被引用的变量也分别是1,2，返回的结果就是我们预期的1，4

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def pow1():n=2L = []for i in range(1,3):def extra(i):def pow2():return i ** nreturn pow2L.append(extra(i))return Lf1,f2 = pow1()
print(f1())
print(f2())
print(f1.__closure__)
print(f2.__closure__)
print(f1.__closure__[0].cell_contents)
print(f2.__closure__[0].cell_contents)