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閉包這個概念好難理解,身邊朋友們好多都稀里糊涂的,稀里糊涂的林老冷希望寫下這篇文章能夠?qū)ο±锖康幕锇閭冇幸恍椭鷡
請大家跟我理解一下,如果在一個函數(shù)的內(nèi)部定義了另一個函數(shù),外部的我們叫他外函數(shù),內(nèi)部的我們叫他內(nèi)函數(shù)。
閉包:
在一個外函數(shù)中定義了一個內(nèi)函數(shù),內(nèi)函數(shù)里運用了外函數(shù)的臨時變量,并且外函數(shù)的返回值是內(nèi)函數(shù)的引用。這樣就構(gòu)成了一個閉包。
一般情況下,在我們認知當中,如果一個函數(shù)結(jié)束,函數(shù)的內(nèi)部所有東西都會釋放掉,還給內(nèi)存,局部變量都會消失。但是閉包是一種特殊情況,如果外函數(shù)在結(jié)束的時候發(fā)現(xiàn)有自己的臨時變量將來會在內(nèi)部函數(shù)中用到,就把這個臨時變量綁定給了內(nèi)部函數(shù),然后自己再結(jié)束。
很晦澀很難理解?。?!我們來看一段代碼.
#閉包函數(shù)的實例
# outer是外部函數(shù) a和b都是外函數(shù)的臨時變量
def outer( a ):
b = 10
# inner是內(nèi)函數(shù)
def inner():
#在內(nèi)函數(shù)中 用到了外函數(shù)的臨時變量
print(a+b)
# 外函數(shù)的返回值是內(nèi)函數(shù)的引用
return inner
if __name__ == '__main__':
# 在這里我們調(diào)用外函數(shù)傳入?yún)?shù)5
#此時外函數(shù)兩個臨時變量 a是5 b是10 ,并創(chuàng)建了內(nèi)函數(shù),然后把內(nèi)函數(shù)的引用返回存給了demo
# 外函數(shù)結(jié)束的時候發(fā)現(xiàn)內(nèi)部函數(shù)將會用到自己的臨時變量,這兩個臨時變量就不會釋放,會綁定給這個內(nèi)部函數(shù)
demo = outer(5)
# 我們調(diào)用內(nèi)部函數(shù),看一看內(nèi)部函數(shù)是不是能使用外部函數(shù)的臨時變量
# demo存了外函數(shù)的返回值,也就是inner函數(shù)的引用,這里相當于執(zhí)行inner函數(shù)
demo() # 15
demo2 = outer(7)
demo2()#17
從上面例子是我寫的一個最簡單的很典型的閉包。我估計如果是初學的小伙伴,可能很多名詞都不明白是什么意思,沒關(guān)系,我把這些名詞按照自己的理解去解釋一下~
1 外函數(shù)返回了內(nèi)函數(shù)的引用:
引用是什么?在python中一切都是對象,包括整型數(shù)據(jù)1,函數(shù),其實是對象。
當我們進行a=1的時候,實際上在內(nèi)存當中有一個地方存了值1,然后用a這個變量名存了1所在內(nèi)存位置的引用。引用就好像c語言里的指針,大家可以把引用理解成地址。a只不過是一個變量名字,a里面存的是1這個數(shù)值所在的地址,就是a里面存了數(shù)值1的引用。
相同的道理,當我們在python中定義一個函數(shù)def demo(): 的時候,內(nèi)存當中會開辟一些空間,存下這個函數(shù)的代碼、內(nèi)部的局部變量等等。這個demo只不過是一個變量名字,它里面存了這個函數(shù)所在位置的引用而已。我們還可以進行x = demo, y = demo, 這樣的操作就相當于,把demo里存的東西賦值給x和y,這樣x 和y 都指向了demo函數(shù)所在的引用,在這之后我們可以用x() 或者 y() 來調(diào)用我們自己創(chuàng)建的demo() ,調(diào)用的實際上根本就是一個函數(shù),x、y和demo三個變量名存了同一個函數(shù)的引用。
不知道大家有沒有理解,很晦澀,希望我說明白了我想表達的。
有了上面的解釋,我們可以繼續(xù)說,返回內(nèi)函數(shù)的引用是怎么回事了。對于閉包,在外函數(shù)outer中 最后return inner,我們在調(diào)用外函數(shù) demo = outer() 的時候,outer返回了inner,inner是一個函數(shù)的引用,這個引用被存入了demo中。所以接下來我們再進行demo() 的時候,相當于運行了inner函數(shù)。
同時我們發(fā)現(xiàn),一個函數(shù),如果函數(shù)名后緊跟一對括號,相當于現(xiàn)在我就要調(diào)用這個函數(shù),如果不跟括號,相當于只是一個函數(shù)的名字,里面存了函數(shù)所在位置的引用。
2 外函數(shù)把臨時變量綁定給內(nèi)函數(shù):
按照我們正常的認知,一個函數(shù)結(jié)束的時候,會把自己的臨時變量都釋放還給內(nèi)存,之后變量都不存在了。一般情況下,確實是這樣的。但是閉包是一個特別的情況。外部函數(shù)發(fā)現(xiàn),自己的臨時變量會在將來的內(nèi)部函數(shù)中用到,自己在結(jié)束的時候,返回內(nèi)函數(shù)的同時,會把外函數(shù)的臨時變量送給內(nèi)函數(shù)綁定在一起。所以外函數(shù)已經(jīng)結(jié)束了,調(diào)用內(nèi)函數(shù)的時候仍然能夠使用外函數(shù)的臨時變量。
在我編寫的實例中,我兩次調(diào)用外部函數(shù)outer,分別傳入的值是5和7。內(nèi)部函數(shù)只定義了一次,我們發(fā)現(xiàn)調(diào)用的時候,內(nèi)部函數(shù)是能識別外函數(shù)的臨時變量是不一樣的。python中一切都是對象,雖然函數(shù)我們只定義了一次,但是外函數(shù)在運行的時候,實際上是按照里面代碼執(zhí)行的,外函數(shù)里創(chuàng)建了一個函數(shù),我們每次調(diào)用外函數(shù),它都創(chuàng)建一個內(nèi)函數(shù),雖然代碼一樣,但是卻創(chuàng)建了不同的對象,并且把每次傳入的臨時變量數(shù)值綁定給內(nèi)函數(shù),再把內(nèi)函數(shù)引用返回。雖然內(nèi)函數(shù)代碼是一樣的,但其實,我們每次調(diào)用外函數(shù),都返回不同的實例對象的引用,他們的功能是一樣的,但是它們實際上不是同一個函數(shù)對象。
閉包中內(nèi)函數(shù)修改外函數(shù)局部變量:
在閉包內(nèi)函數(shù)中,我們可以隨意使用外函數(shù)綁定來的臨時變量,但是如果我們想修改外函數(shù)臨時變量數(shù)值的時候發(fā)現(xiàn)出問題了!咋回事捏???。。ㄍ弁鄞罂蓿?/p>
在基本的python語法當中,一個函數(shù)可以隨意讀取全局數(shù)據(jù),但是要修改全局數(shù)據(jù)的時候有兩種方法:1 global 聲明全局變量 2 全局變量是可變類型數(shù)據(jù)的時候可以修改
在閉包內(nèi)函數(shù)也是類似的情況。在內(nèi)函數(shù)中想修改閉包變量(外函數(shù)綁定給內(nèi)函數(shù)的局部變量)的時候:
1 在python3中,可以用nonlocal 關(guān)鍵字聲明 一個變量, 表示這個變量不是局部變量空間的變量,需要向上一層變量空間找這個變量。
2 在python2中,沒有nonlocal這個關(guān)鍵字,我們可以把閉包變量改成可變類型數(shù)據(jù)進行修改,比如列表。
上代碼?。?!
#修改閉包變量的實例
# outer是外部函數(shù) a和b都是外函數(shù)的臨時變量
def outer( a ):
b = 10 # a和b都是閉包變量
c = [a] #這里對應(yīng)修改閉包變量的方法2
# inner是內(nèi)函數(shù)
def inner():
#內(nèi)函數(shù)中想修改閉包變量
# 方法1 nonlocal關(guān)鍵字聲明
nonlocal b
b+=1
# 方法二,把閉包變量修改成可變數(shù)據(jù)類型 比如列表
c[0] += 1
print(c[0])
print(b)
# 外函數(shù)的返回值是內(nèi)函數(shù)的引用
return inner
if __name__ == '__main__':
demo = outer(5)
demo() # 6 11
從上面代碼中我們能看出來,在內(nèi)函數(shù)中,分別對閉包變量進行了修改,打印出來的結(jié)果也確實是修改之后的結(jié)果。以上兩種方法就是內(nèi)函數(shù)修改閉包變量的方法。
還有一點需要注意:使用閉包的過程中,一旦外函數(shù)被調(diào)用一次返回了內(nèi)函數(shù)的引用,雖然每次調(diào)用內(nèi)函數(shù),是開啟一個函數(shù)執(zhí)行過后消亡,但是閉包變量實際上只有一份,每次開啟內(nèi)函數(shù)都在使用同一份閉包變量
上代碼!
#coding:utf8
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
兩次分別打印出11和14,由此可見,每次調(diào)用inner的時候,使用的閉包變量x實際上是同一個。
閉包有啥用????!
很多伙伴很糊涂,閉包有啥用啊??還這么難懂!
3.1裝飾器?。?!裝飾器是做什么的??其中一個應(yīng)用就是,我們工作中寫了一個登錄功能,我們想統(tǒng)計這個功能執(zhí)行花了多長時間,我們可以用裝飾器裝飾這個登錄模塊,裝飾器幫我們完成登錄函數(shù)執(zhí)行之前和之后取時間。
3.2面向?qū)ο螅。?!?jīng)歷了上面的分析,我們發(fā)現(xiàn)外函數(shù)的臨時變量送給了內(nèi)函數(shù)。大家回想一下類對象的情況,對象有好多類似的屬性和方法,所以我們創(chuàng)建類,用類創(chuàng)建出來的對象都具有相同的屬性方法。閉包也是實現(xiàn)面向?qū)ο蟮姆椒ㄖ弧T趐ython當中雖然我們不這樣用,在其他編程語言入比如avaScript中,經(jīng)常用閉包來實現(xiàn)面向?qū)ο缶幊?/p>
3.3實現(xiàn)單利模式??! 其實這也是裝飾器的應(yīng)用。單利模式畢竟比較高大,,需要有一定項目經(jīng)驗才能理解單利模式到底是干啥用的,我們就不探討了。
談了談我在學習閉包的時候遇到的問題,解決后自己的認識。希望對初學的好朋友們有所幫助。也歡迎其他大神伙伴們批評指正,溝通交流~