python 闭包

1.定义

  闭包是函数式编程的一个重要的语法结构,函数式编程是一种编程范式 (而面向过程编程和面向对象编程也都是编程范式)。在面向过程编程中,我们见到过函数(function);在面向对象编程中,我们见过对象(object)。函数和对象的根本目的是以某种逻辑方式组织代码,并提高代码的可重复使用性(reusability)。闭包也是一种组织代码的结构,它同样提高了代码的可重复使用性。
  不同编程语言实现闭包的方式是不同的,python中闭包从表现形式上看,如果在一个内部函数里,对在外部作用域(但不是在全局作用域)的变量进行引用,那么内部函数就被认为是闭包(closure)。
举个例子:

def outer(x):
    def inner(y):
        return x + y
    return inner 

  结合这段简单的代码和定义来说明闭包:
  inner(y)就是这个内部函数,对在外部作用域(但不是在全局作用域)的变量进行引用:x就是被引用的变量,x在外部作用域outer里面,但不在全局作用域里,则这个内部函数inner就是一个闭包。

  再稍微讲究一点的解释是,闭包=函数块+定义函数时的环境,inner就是函数块,x就是环境,当然这个环境可以有很多,不止一个简单的x。

  在函数outer中定义了一个inner函数,inner函数访问外部函数outer的(参数)变量,并且把inner函数作为返回值返回给outer函数。

a = outer(2)
print('function:',a) 
print('result:',a(3))

  

2.闭包的作用

用途1:当闭包执行完后,仍然能够保持住当前的运行环境。

  比如说,如果你希望函数的每次执行结果,都是基于这个函数上次的运行结果。我以一个类似棋盘游戏的例子来说明。假设棋盘大小为50*50,左上角为坐标系原点(0,0),我需要一个函数,接收2个参数,分别为方向(direction),步长(step),该函数控制棋子的运动。棋子运动的新的坐标除了依赖于方向和步长以外,当然还要根据原来所处的坐标点,用闭包就可以保持住这个棋子原来所处的坐标。

origin = [0, 0] 
legal_x = [0, 50]  
legal_y = [0, 50] 
def create(pos=origin):   
    def player(direction,step):    
        # 这里应该首先判断参数direction,step的合法性,比如direction不能斜着走,step不能为负等    
        # 然后还要对新生成的x,y坐标的合法性进行判断处理,这里主要是想介绍闭包,就不详细写了。    
        new_x = pos[0] + direction[0]*step    
        new_y = pos[1] + direction[1]*step    
        pos[0] = new_x    
        pos[1] = new_y    
        #注意!此处不能写成 pos = [new_x, new_y],因为参数变量不能被修改,而pos[]是容器类的解决方法 
        return pos   
    return player    

player = create() # 创建棋子player,起点为原点  
print player([1,0],10) # 向x轴正方向移动10步  
print player([0,1],20) # 向y轴正方向移动20步  
print player([-1,0],10) # 向x轴负方向移动10步 

输出为:

 [10, 0] 
 [10, 20]  
 [0, 20] 

用途 2 闭包可以根据外部作用域的局部变量来得到不同的结果

  这有点像一种类似配置功能的作用,我们可以修改外部的变量,闭包根据这个变量展现出不同的功能。比如有时我们需要对某些文件的特殊行进行分析,先要提取出这些特殊行。

def make_filter(keep):   
    def the_filter(file_name):    
        file = open(file_name)    
        lines = file.readlines()    
        file.close()    
        filter_doc = [i for i in lines if keep in i]    
        return filter_doc   
    return the_filter 

  如果我们需要取得文件”result.txt”中含有”pass”关键字的行,则可以这样使用例子程序

filter = make_filter("pass") filter_result = filter("result.txt") 

  以上两种使用场景,用面向对象也是可以很简单的实现的,但是在用Python进行函数式编程时,闭包对数据的持久化以及按配置产生不同的功能,是很有帮助的。

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原文地址:https://www.cnblogs.com/ltk-python/p/9416163.html