Python闭包详解，你了解多少？

大家好，我是kelly，今天给大家分享Python闭包。

一、认识闭包

1、感性上认识

先运行下面的这段代码

从上图可知，Python闭包是一个嵌套函数，这个嵌套函数定义在一个外部函数内部，可以访问外部函数的变量。

闭包一旦创建，外部函数的变量会绑定在闭包上，即使外部函数运行结束后，外部函数的变量依然存在，闭包始终可以访问（甚至修改）。

2、定义上认识

维基百科对闭包的描述：

“1、在计算机科学中，闭包（英语：Closure），又称词法闭包（Lexical Closure）或函数闭包（function closures），是在支持头等函数的编程语言中实现词法绑定的一种技术。闭包在实现上是一个结构体，它存储了一个函数（通常是其入口地址）和一个关联的环境（相当于一个符号查找表）。

2、闭包跟函数最大的不同在于，当捕捉闭包的时候，它的自由变量会在捕捉时被确定，这样即便脱离了捕捉时的上下文，它也能照常运行。

3、闭包可以用来在一个函数与一组“私有”变量之间建立关联关系。在给定函数被多次调用的过程中，这些私有变量能够保持其持久性。变量的作用域仅限于包含它们的函数，因此无法从其它程序代码部分进行访问。不过，变量的生存期是可以很长，在一次函数调用期间所建立所生成的值在下次函数调用时仍然存在。正因为这一特点，闭包可以用来完成信息隐藏，并进而应用于需要状态表达的某些编程范型中。”

专业点的描述：闭包，英文名词closure，是一个函数以及其捆绑的周边环境状态的引用组合。

因此，闭包和普通函数的区别在于，

（1）闭包捆绑了外部函数的变量

（2）拓展了外部函数的变量的作用域，将外部函数的变量缓存在内存中，其生存期不再受到外部函数的限制。

二、闭包怎么使用

1、闭包怎么使用

举例：以机器学习中的线性回归为例，已知2个参数的权重和截距，求输入具体参数值时的回归值。

这个案例展示了外部函数如何给闭包提供了属性，对于这种用法，实际上通过Python类也能实现。

等价的Python类实现逻辑为：

可见，使用Python类方式的代码量增加了，逻辑更加清晰。此外，如果存在大量属性，建议优先使用Python类，逻辑更清晰。

进一步说明：对于闭包的外层函数中的变量，会一直缓存在内存中，直到程序运行结束。

2、在闭包内怎么修改外部函数变量的值

直接修改是否可行？

很明显，在闭包中直接修改外部变量变量行不通，原因是：

（1）Python变量的作用域优先级为：当前局部作用域变量＞外层作用域变量＞当前模块中的全局变量＞python内置变量。

（2）+=是一个赋值运算，计算结果赋值给inner_func局部作用域的x_base；而在inner_func内部，x_base实际上还不存在，执行+=运算时又无法引用外部函数的x_base。

怎么解决？

使用nonlocal关键字声明，声明闭包中所引用的实际为外部函数中的变量。

说明：与nonlocal关键字对应的是global关键字，global关键字用于声明局部作用域内的变量实际为全局变量，声明后可以读取和修改全局变量。

三、闭包的使用场景、注意点

优点：

（1）避免使用全局变量带来的污染

（2）变量隐藏，对闭包的外层函数的变量进行缓存（通过闭包的__closurre__属性取值可知），对外层函数之外的作用域不可见。

注意点：

（1）闭包所引用外层函数变量带来的内存泄露、内存消耗等问题

四、判断函数是不是闭包

1、根据闭包的定义，人工判断的依据是2点：

（1）是不是嵌套函数（内部函数）

（2）有没有访问外部函数的变量

2、判断函数的__closure__属性，判断取值是否包含ceil对象。

变量a指向inner_func函数，由于outer_func有2个参数：wieght和intercept，因此，inner_func函数作为闭包，属性__closure__包含2个元组，元组cell对象的cell_content属性分别取值100和10。

本文原创，原始版本发表链接：

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2Mjg3NTY5MQ==&mid=2247484458&idx=1&sn=900ebb9560bae673fb07d25996bcade6&chksm=ea453b6edd32b278c0f5ddc1411a6674252fd5bfe3452d4659f24f90a48de27346aa0ee5a66b#rd

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