Python 攜帶狀態的閉包

在 python 中，函式也是乙個物件。因此，我們在定義函式時，可以再巢狀定義乙個函式，並將該巢狀函式返回，比如：

from math import pow
def make_pow(n):
def inner_func(x): # 巢狀定義了 inner_func
return pow(x, n) # 注意這裡引用了外部函式的 n
return inner_func # 返回 inner_func

上面的**中，函式make_pow裡面又定義了乙個內部函式inner_func，然後將該函式返回。因此，我們可以使用make_pow來生成另乙個函式：

>>> pow2 = make_pow(2)  # pow2 是乙個函式，引數 2 是乙個自由變數
>>> pow2
>>> pow2(6)
36.0

我們還注意到，內部函式inner_func引用了外部函式make_pow的自由變數n，這也就意味著，當函式make_pow的生命週期結束之後，n這個變數依然會儲存在inner_func中，它被inner_func所引用。

>>> del make_pow         # 刪除 make_pow
>>> pow3 = make_pow(3)
traceback (most recent call last):
file "", line 1, in nameerror: name 'make_pow' is not defined
>>> pow2(9) # pow2 仍可正常呼叫，自由變數 2 仍儲存在 pow2 中
81.0

像上面這種情況，乙個函式返回了乙個內部函式，該內部函式引用了外部函式的相關引數和變數，我們把該返回的內部函式稱為閉包（closure）。

在上面的例子中，inner_func就是乙個閉包，它引用了自由變數n。

>>> pow_a = make_pow(2)
>>> pow_b = make_pow(2)
>>> pow_a == pow_b
false

這裡構造乙個類，用於求乙個點到另乙個點的距離：

from math import sqrt
class point(object):
def __init__(self, x, y):
self.x, self.y = x, y
def get_distance(self, u, v):
distance = sqrt((self.x - u) ** 2 + (self.y - v) ** 2)
return distance
>>> pt = point(7, 2) # 建立乙個點
>>> pt.get_distance(10, 6) # 求到另乙個點的距離
5.0

用閉包來實現：

def point(x, y):
def get_distance(u, v):
return sqrt((x - u) ** 2 + (y - v) ** 2)
return get_distance
>>> pt = point(7, 2)
>>> pt(10, 6)
5.0

可以看到，結果是一樣的，但使用閉包實現比使用類更加簡潔。

閉包的概念很簡單，但實現起來卻容易出現一些誤區，比如下面的例子：

def count():
funcs = 
for i in [1, 2, 3]:
def f():
return i
return funcs

在該例子中，我們在每次for迴圈中建立了乙個函式，並將它存到funcs中。現在，呼叫上面的函式，你可能認為返回結果是 1, 2, 3，事實上卻不是：

>>> f1, f2, f3 = count()
>>> f1()
3>>> f2()
3>>> f3()
3

為什麼呢？原因在於上面的函式f引用了變數i，但函式f並非立刻執行，當for迴圈結束時，此時變數i的值是3，funcs裡面的函式引用的變數都是 3，最終結果也就全為 3。

因此，我們應盡量避免在閉包中引用迴圈變數，或者後續會發生變化的變數。

那上面這種情況應該怎麼解決呢？我們可以再建立乙個函式，並將迴圈變數的值傳給該函式，如下：

def count():
funcs = 
for i in [1, 2, 3]:
def g(param):
f = lambda : param # 這裡建立了乙個匿名函式
return f
return funcs
>>> f1, f2, f3 = count()
>>> f1()
1>>> f2()
2>>> f3()
3

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