• 闭包浅析


    首先:

    如果在一个函数的内部定义了另一个函数,外部的我们叫他外函数,内部的我们叫他内函数。

    然后:

    我们来看看闭包的官方定义: 在一个外函数中定义了一个内函数内函数里运用了外函数的临时变量并且外函数的返回值是内函数的引用。这样就构成了一个闭包。

    分析:

    一般情况下,在我们认知当中,如果一个函数执行完毕,函数的内部(即名称空间)所有东西都会释放掉,被回收还给内存,局部变量也会消失。

    但是闭包是一种特殊情况,如果外函数在结束的时候发现其名称空间(作用域)中的临时变量将来会在内部函数中使用到,就把这个临时变量绑定给了内部函数,然后自己再结束。

    举例说明:

    # outer是外部函数 a和b都是外函数的临时变量
    def outer( a ):
    b = 8
    # inner是内函数 def inner(): #在内函数中 用到了外函数的临时变量a和b print(a+b) # 外函数的返回值是对内函数的引用 return inner if __name__ == '__main__':    demo = outer(6) #调用外函数传入参数6 #此时外函数两个临时变量 a是6 b是8 ,outer外函数调用执行,其返回值就是对内函数的引用,将引用的内函数inner的内存地址赋值存给demo # 外函数结束的时候发现内部函数将会用到(因为demo只是引用了inner的内存地址,只有它加括号才能执行内部代码,所以这里说是将会用到)自己的临时变量,这两个临时变量就不会释放,会绑定给这个内部函数inner# 我们调用内部函数,看一看内部函数是不是能使用外部函数的临时变量    demo() # 14 # demo存了外函数的返回值,也就是inner函数的引用,这里相当于执行inner函数 demo2 = outer(9) demo2() #17

     如果要更全面的理解闭包就需要知道一些知识:

    ① 外函数的返回值是内函数的引用

      python中一切都是对象,包括变量、函数,其实都是对象。

      当我们进行a=1的时候,实际上是在内存当中开辟一片空间存放了值1,然后用a这个变量名存了1所在内存位置的引用(内存地址)。

      a只不过是一个变量名字,a里面存的是1这个数值所在的内存地址,就是a里面存了数值1的引用。

      相同的道理,在python中定义一个函数def demo(): 的时候,会在内存中开辟一块空间,用于存放该函数的代码、内部的局部变量等等。

      这个demo只不过是一个变量名字,它里面存了这个函数所在位置的引用而已。

      我们还可以进行x = demo, y = demo, 这样的操作就相当于,把demo里存的东西赋值给x和y,这样x 和y 都指向了demo函数所在的引用,在这之后我们可以用x() 或者 y() 来调用我们自己创建的demo() ,调用的实际上根本就是一个函数,x、y和demo三个变量名存了同一个函数的引用。

      有了上面对引用的解释,就可以更深刻的理解“返回内函数的引用”这句话了。

      对于闭包,在外函数outer中最后return了inner,我们在调用外函数 demo = outer() 的时候,outer返回了inner,inner是一个函数的引用,这个引用被存入了demo中。所以接下来我们再进行demo() 的时候,相当于运行了inner函数。

      同时我们知道,函数名后+括号就相当于调用执行了这个函数,如果不+括号,相当于只是一个函数的名字,里面存了函数所在位置的引用。

    ② 闭包中内函数修改外函数局部变量:

      在闭包内函数中,我们可以随意使用外函数绑定来的临时变量,但是正常事不能修改的,因为作用域不一样,无法修改

      在基本的python语法当中,一个函数可以随意读取全局数据,但是要修改全局数据的时候有两种方法:1、global 声明全局变量 2、全局变量是可变类型数据的时候可以修改

      在闭包内函数也是类似的情况,在内函数中想修改闭包变量(外函数绑定给内函数的局部变量)的时候:

      1、在python3中,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。

      2、在python2中,没有nonlocal这个关键字,我们可以把闭包变量改成可变类型数据进行修改,比如列表。

    举个栗子:

    #修改闭包变量的实例
    # outer是外部函数 a和b都是外函数的临时变量
    def outer( a ):
        b = 10  # a和b都是闭包变量
        c = [a] #这里对应修改闭包变量的方法2
        # inner是内函数
        def inner():
            #内函数中想修改闭包变量
            # 方法1 nonlocal关键字声明
            nonlocal  b
            b+=1
            # 方法二,把闭包变量修改成可变数据类型 比如列表
            c[0] += 1
            print(c[0])
            print(b)
        # 外函数的返回值是内函数的引用
        return inner
    
    if __name__ == '__main__':
    
        demo = outer(5)
        demo() # 6  11

    还有一点需要特别注意:

      使用闭包的过程中,一旦外函数被调用一次返回了内函数的引用,虽然每次调用内函数,是开启一个函数执行过后消亡,但是闭包变量实际上只有一份,每次开启内函数都在使用同一份闭包变量  

      

    def outer(x):
        def inner(y):
            nonlocal x
            x += y
            return x
    
        return inner
    
    
    a = outer(10)
    print(a(1))  # 11
    print(a(3))  # 14(注意,这里不是13,因为第二次使用的依然是x这个变量,只不过他在第一次引用的是第一次的结果11了)

    两次分别打印出11和14,由此可见,每次调用inner的时候,使用的闭包变量x实际上是同一个。

    总结

    闭包的作用:

       1、装饰器

       2、面向对象:经历了上面的分析,我们发现外函数的临时变量送给了内函数。这其实跟类对象的情况一样,对象有好多类似的属性和方法,所以我们创建类,用类创建出来的对象都具有相同的属性方法。闭包也是实现面向对象的方法之一。在python当中虽然我们不这样用,在其他编程语言入比如avaScript中,经常用闭包来实现面向对象编程

       3、实现单例, 其实这也是装饰器的应用。

    def singleton(cls):
        _instance = cls('127.0.0.1', 3306)
    
        def wrapper(*args, **kwargs):
            if len(args) != 0 or len(kwargs) != 0:
                obj = cls(*args, **kwargs)
                return obj
            return _instance
    
        return wrapper
    
    
    @singleton  # MySQL=singleton(MySQL) #MySQL=wrapper
    class MySQL:
        def __init__(self, ip, port):
            self.ip = ip
            self.port = port

       4、自己还没想到的其它...,欢迎补充^-^

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