Python 中的闭包

出处：田小计划

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闭包（closure）是函数式编程的重要的语法结构，Python也支持这一特性，下面就开始介绍Python中的闭包。

首先看看闭包的概念：闭包（Closure）是词法闭包（Lexical Closure）的简称，是引用了自由变量的函数。这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在，即使已经离开了创造它的环境也不例外。所以，闭包是由函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。

在开始介绍闭包之前先看看Python中的namespace。

Python中的namespace

Python中通过提供 namespace 来实现重名函数/方法、变量等信息的识别，其一共有三种 namespace，分别为：

• local namespace: 作用范围为当前函数或者类方法

• global namespace: 作用范围为当前模块

• build-in namespace: 作用范围为所有模块

当函数/方法、变量等信息发生重名时，Python会按照 “local namespace -> global namespace -> build-in namespace”的顺序搜索用户所需元素，并且以第一个找到此元素的 namespace 为准。

同时，Python中的内建函数locals()和globals()可以用来查看不同namespace中定义的元素。

看一个例子：

s = "string in global"
num = 99
def numFunc(a,b):
num = 100
print"print s in numFunc: ",s

def addFunc(a,b):
s = "string in addFunc"
print "print s in addFunc: ",s
print "print num in addFunc: ",num
print "locals of addFunc: ",locals()
print
return "%d + %d = %d" %(a,b,a + b)
print "locals of numFunc: ",locals()
print
return addFunc(a,b)
numFunc(3,6)
print"globals: ",globals()

上面代码的结果为：

代码中通过locals()和globals()获取了不同namespace中定义的元素，当在”numFunc”函数中访问s变量的时候，由于local namespace中没有定义s，所以会找到global中的s；但是，由于”addFunc”的local namespace中有s，所以可以直接使用。

Python创建闭包

下面通过一个例子一步一步分析一下Python如何实现闭包。

一个闭包的例子

下面看一个闭包的简单的例子，例子中定义了一个可以配置打招呼的函数”greeting_conf”，在这个函数中，内嵌了一个”greeting”的内嵌函数：

defgreeting_conf(prefix):
defgreeting(name):
printprefix,name
returngreeting
mGreeting = greeting_conf("Good Morning")
mGreeting("Wilber")
mGreeting("Will")
print
aGreeting = greeting_conf("Good Afternoon")
aGreeting("Wilber")
aGreeting("Will")

代码的结果为：

上面的代码有下面几个注意点：

1. “greeting”函数访问了non-local的变量”prefix”，根据前面namespace的介绍，这点是完全合法的

2. 变量”prefix”并没有随着函数的退出而销毁，反而是生命周期得到了延长

下面看看为什么变量”prefix”生命周期得到了延长？

__closure__属性

在Python中，函数对象有一个__closure__属性，我们可以通过这个属性看看闭包的一些细节。

defgreeting_conf(prefix):
defgreeting(name):
printprefix,name
returngreeting
mGreeting = greeting_conf("Good Morning")
printdir(mGreeting)
printmGreeting.__closure__
printtype(mGreeting.__closure__[0])
printmGreeting.__closure__[0].cell_contents

通过__closure__属性看到，它对应了一个tuple，tuple的内部包含了cell类型的对象。

对于这个例子，可以得到cell的值（内容）为”Good Morning”，也就是变量”prefix”的值。

从这里可以看到闭包的原理，当内嵌函数引用了包含它的函数（enclosing function）中的变量后，这些变量会被保存在enclosing function的__closure__属性中，成为enclosing function本身的一部分；也就是说，这些变量的生命周期会和enclosing function一样。

闭包和函数

闭包只是在表现形式上跟函数类似，但实际上不是函数。

defgreeting_conf(prefix):
defgreeting(name):
printprefix,name
returngreeting
mGreeting = greeting_conf("Good Morning")
print"function name is:",mGreeting.__name__
print"id of mGreeting is:",id(mGreeting)
print
aGreeting = greeting_conf("Good Afternoon")
print"function name is:",aGreeting.__name__
print"id of aGreeting is:",id(aGreeting)

从代码的结果中可以看到，闭包在运行时可以有多个实例，不同的引用环境（这里就是prefix变量）和相同的函数（这里就是greeting）组合可以产生不同的实例。

Python中怎么创建闭包

在Python中创建一个闭包可以归结为以下三点：

• 闭包函数必须有内嵌函数

• 内嵌函数需要引用该嵌套函数上一级namespace中的变量

• 闭包函数必须返回内嵌函数

通过这三点，就可以创建一个闭包，是不是想到了上一篇中介绍的Python装饰器。没错，Python装饰器就是使用了闭包。

Python 中的闭包

原文：http://www.cnblogs.com/abapscript/p/4889804.html