闭包这个概念在很多语言中都有涉及,本文主要谈谈python中的闭包。Python中使用闭包主要是在进行函数式开发时使用。
一,定义
- >>>def addx(x):
- >>> def adder(y): return x + y
- >>> return adder
- >>> c = addx(8)
- >>> type(c)
- <type 'function'>
- >>> c.__name__
- 'adder'
- >>> c(10)
- 18
- >>> def foo():
- ... m = 0
- ... def foo1():
- ... m = 1
- ... print m
- ...
- ... print m
- ... foo1()
- ... print m
- ...
- >>> foo()
- 0
- 1
- 0
从执行结果可以看出,虽然在闭包里面也定义了一个变量m,但是其不会改变外部函数中的局部变量m。
2,以下这段代码是在python中使用闭包时一段经典的错误代码
- def foo():
- a = 1
- def bar():
- a = a + 1
- return a
- return bar
这段程序的本意是要通过在每次调用闭包函数时都对变量a进行递增的操作。但在实际使用时
- >>> c = foo()
- >>> print c()
- Traceback (most recent call last):
- File "<stdin>", line 1, in <module>
- File "<stdin>", line 4, in bar
- UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
这是因为在执行代码 c = foo()时,python会导入全部的闭包函数体bar()来分析其的局部变量,python规则指定所有在赋值语句左面的变量都是局部变量,则在闭包bar()中,变量a在赋值符号"="的左面,被python认为是bar()中的局部变量。再接下来执行print c()时,程序运行至a = a + 1时,因为先前已经把a归为bar()中的局部变量,所以python会在bar()中去找在赋值语句右面的a的值,结果找不到,就会报错。解决的方法很简单
- def foo():
- a = [1]
- def bar():
- a[0] = a[0] + 1
- return a[0]
- return bar
只要将a设定为一个容器就可以了。这样使用起来多少有点不爽,所以在python3以后,在a = a + 1 之前,使用语句nonloacal a就可以了,该语句显式的指定a不是闭包的局部变量。
3,还有一个容易产生错误的事例也经常被人在介绍python闭包时提起,我一直都没觉得这个错误和闭包有什么太大的关系,但是它倒是的确是在python函数式编程是容易犯的一个错误,我在这里也不妨介绍一下。先看下面这段代码
- for i in range(3):
- print i
在程序里面经常会出现这类的循环语句,Python的问题就在于,当循环结束以后,循环体中的临时变量i不会销毁,而是继续存在于执行环境中。还有一个python的现象是,python的函数只有在执行时,才会去找函数体里的变量的值。
- flist = []
- for i in range(3):
- def foo(x): print x + i
- flist.append(foo)
- for f in flist:
- f(2)
- for i in range(3):
- def foo(x,y=i): print x + y
- flist.append(foo)
- origin = [0, 0] # 坐标系统原点
- legal_x = [0, 50] # x轴方向的合法坐标
- legal_y = [0, 50] # y轴方向的合法坐标
- def create(pos=origin):
- def player(direction,step):
- # 这里应该首先判断参数direction,step的合法性,比如direction不能斜着走,step不能为负等
- # 然后还要对新生成的x,y坐标的合法性进行判断处理,这里主要是想介绍闭包,就不详细写了。
- new_x = pos[0] + direction[0]*step
- new_y = pos[1] + direction[1]*step
- pos[0] = new_x
- pos[1] = new_y
- #注意!此处不能写成 pos = [new_x, new_y],原因在上文有说过
- return pos
- return player
- player = create() # 创建棋子player,起点为原点
- print player([1,0],10) # 向x轴正方向移动10步
- print player([0,1],20) # 向y轴正方向移动20步
- print player([-1,0],10) # 向x轴负方向移动10步
输出为
- [10, 0]
- [10, 20]
- [0, 20]
用途2,闭包可以根据外部作用域的局部变量来得到不同的结果,这有点像一种类似配置功能的作用,我们可以修改外部的变量,闭包根据这个变量展现出不同的功能。比如有时我们需要对某些文件的特殊行进行分析,先要提取出这些特殊行。
- def make_filter(keep):
- def the_filter(file_name):
- file = open(file_name)
- lines = file.readlines()
- file.close()
- filter_doc = [i for i in lines if keep in i]
- return filter_doc
- return the_filter
如果我们需要取得文件"result.txt"中含有"pass"关键字的行,则可以这样使用例子程序
- filter = make_filter("pass")
- filter_result = filter("result.txt")
以上两种使用场景,用面向对象也是可以很简单的实现的,但是在用Python进行函数式编程时,闭包对数据的持久化以及按配置产生不同的功能,是很有帮助的。