15、函数对象和闭包

一 函数对象

函数对象指的是函数可以被当做’数据’来处理，具体可以分为四个方面的使用，我们如下

1.1 函数可以被引用

>>> def add(x,y):
...     return x+y
... 
>>> func=add
>>> func(1,2)
3

1.2 函数可以作为容器类型的元素

>>> dic={'add':add,'max':max}
>>> dic
{'add': <function add at 0x100661e18>, 'max': <built-in function max>}
>>> dic['add'](1,2)
3

1.3 函数可以作为参数传入另外一个函数

>>> def foo(x,y,func):
...     return func(x,y)
...
>>> foo(1,2,add)
3

1.4 函数的返回值可以是一个函数

>>> def bar():
...     return add
...
>>> func=bar()
>>> func(1,2)
3

二 闭包函数

2.1 闭与包

基于函数对象的概念，可以将函数返回到任意位置去调用，但作用域的关系是在定义完函数时就已经被确定了的，与函数的调用位置无关。

x=1

def f1():
    def f2():
        print(x)

    return f2

def f3():
    x=3
    f2=f1() #调用f1()返回函数f2
    f2() #需要按照函数定义时的作用关系去执行，与调用位置无关

f3() #结果为1

也就是说函数被当做数据处理时，始终以自带的作用域为准。若内嵌函数包含对外部函数作用域（而非全局作用域）中变量的引用，那么该’内嵌函数’就是闭包函数，简称闭包(Closures)

x=1
def outer():
    x=2
    def inner():
        print(x)
    return inner

func=outer()
func() # 结果为2

可以通过函数的__closure__属性，查看到闭包函数所包裹的外部变量

>>> func.__closure__
(<cell at 0x10212af78: int object at 0x10028cca0>,)
>>> func.__closure__[0].cell_contents
2

“闭”代表函数是内部的，“包”代表函数外’包裹’着对外层作用域的引用。因而无论在何处调用闭包函数，使用的仍然是包裹在其外层的变量。

2.2 闭包的用途

目前为止，我们得到了两种为函数体传值的方式，一种是直接将值以参数的形式传入，另外一种就是将值包给函数

import requests

#方式一：
def get(url):
    return requests.get(url).text

#方式二：
def page(url):
    def get():
        return requests.get(url).text
    return get

提示：requests模块是用来模拟浏览器向网站发送请求并将页面内容下载到本地，需要事先安装：pip3 install requests

对比两种方式，方式一在下载同一页面时需要重复传入url，而方式二只需要传一次值，就会得到一个包含指定url的闭包函数，以后调用该闭包函数无需再传url

# 方式一下载同一页面
get('https://www.python.org')
get('https://www.python.org')
get('https://www.python.org')
……

# 方式二下载同一页面
python=page('https://www.python.org')
python()
python()
python()
……

闭包函数的这种特性有时又称为惰性计算。使用将值包给函数的方式，在接下来的装饰器中也将大有用处