python闭包

关于闭包

　　闭包(closure)的概念多见于javascript语言中，实际上，python语言中也存在闭包的概念，但是往往没有被注意到，实际上，在定义一个装饰器的时候，就用到了闭包的概念。
　　关于闭包，实现起来只需要注意三点就好：
　　- 嵌套函数；
　　- 内部函数用到了外部变量；
　　- 外部函数返回内部函数；
关于闭包的概念就像上述这么简单，但是该怎么实现一个闭包函数呢？接着往下看。

实现闭包函数

这是一个简单的示例：

def (x):
    def echo(value):
        return value*x
    return echo

这是一个简单的闭包函数，但是已经符合上面提及到的条件。

在外层函数compute中嵌套了一个内层函数echo；
内层函数的返回值中调用到外层函数的参数x;
外部函数compute返回内层函数echo;

那么我们直接调用外层函数，输出结果是什么呢？

def (x):
    def echo(value):
        return value * x
    return echo

print(compute(2))

输出结果是：

1	<function compute.<locals>.echo at 0x107d1a730>

看得出来，虽然内层函数没有传递参数，但是结果并没有报错，返回的是一个函数对象，这也符合上述第三点所说的，外部函数返回内部函数这一个条件。
那么怎么才能使用这么闭包函数呢？既然我们知道了外部函数返回的是内部函数，那么按照python中一切皆对象的哲学，可以试一试：

1 2	func = compute(2) print(func(3))

这一次，有输出结果6，也符合我们函数的逻辑返回x=2,value=3的值。这一步，我们实现了一个简单的闭包函数。

关于闭包函数

闭包函数的参数

首先，我们讨论一下闭包函数的变量作用域，看下面的一个示例：

def foo(x):
    b = 5
    def bar(y):
        return x*b+y
    return bar

b = 10
func = foo(2)
print(func(4))

这个示例的输出是14，而不是24 大专栏 python闭包。造成这个结果的原因是：闭包函数中传入的参数是在定义的时候确定的，而不是在调用的时候，即print(func(4))这行代码在运行的时候，其中传入的参数b是在函数foo定义的时候传入的参数5。

关于`closure`

在python中，函数也是对象，那么函数也有属性，其中和闭包相关的属性就是__closure__。__closure__属性定义了一组包含cell对象的元组，该元组中的每一个cell用来保存作用域中变量的值。

def foo(x):
    b = 5
    def bar(y):
        return x*b+y
    return bar

func = foo(2)
print(func.__closure__)
print(len(func.__closure__))
print(func.__closure__[0].cell_contents)
print(func.__closure__[1].cell_contents)

上述代码输出的结果如下：

(<cell at 0x10f9bf078: int object at 0x10f7b3ac0>, <cell at 0x10f9bf1c8: int object at 0x10f7b3a60>)
2
5
2

其中的含义分别是，__closure__属性中存在两个cell，则说明在作用域中有两个变量值的存在，print(len(foo.__closure__))的返回值是2也说明了这一点。两个变量值分别是5和2,对应的也就是定义中的b的值和func=foo(2)中传入的参数值。

闭包的使用

接触过python的人都知道，python语言中有装饰器这个语法糖，实际上，编写一个装饰器的时候，就用到了闭包相关的概念。例如，《Python Cookbook》中的一个示例：

import time
from functools import wraps

def timethis(func):
    '''
    Decorator that reports the execution time.
    '''

    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(func.__name__, end-start)
        return result
    return wrapper

主体函数中，使用的就是闭包的概念。理解了闭包的概念，对于装饰器的理解会更好一些，后续在关于装饰器的使用给出一些总结。