快捷導(dǎo)航

基于Python閉包及其作用域詳解

更新時(shí)間：2017年08月28日 08:37:48 作者：pluviophile

下面小編就為大家?guī)?lái)一篇基于Python閉包及其作用域詳解。小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在就分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧

關(guān)于Python作用域的知識(shí)在python作用域有相應(yīng)的筆記，這個(gè)筆記是關(guān)于Python閉包及其作用域的詳細(xì)的筆記

如果在一個(gè)內(nèi)部函數(shù)里，對(duì)一個(gè)外部作用域（但不是全局作用域）的變量進(jìn)行引用，那么內(nèi)部函數(shù)就被稱為閉包（closure）,而這個(gè)被內(nèi)部函數(shù)引用的變量則被成為自由變量

閉包和函數(shù)調(diào)用沒(méi)多少相關(guān)，而是關(guān)于使用定義在其他作用域的變量

命名空間和作用域

我們把命名空間看做一個(gè)大型的字典類型（Dict），里面包含了所有變量的名字和值的映射關(guān)系。在 Python 中，作用域?qū)嶋H上可以看做是“在當(dāng)前上下文的位置，獲取命名空間變量的規(guī)則”。在 Python 代碼執(zhí)行的任意位置，都至少存在三層嵌套的作用域：

最內(nèi)層作用域，最先搜索，包含所有局部變量（Python 默認(rèn)所有變量聲明均為局部變量）

所有包含當(dāng)前上下文的外層函數(shù)的作用域，由內(nèi)而外依次搜索，這里包含的是非局部也非全局的變量

一直向上搜索，直到當(dāng)前模塊的全局變量

最外層，最后搜索的，內(nèi)置（built-in）變量

 scopes = {
 "local": {"locals": None,
    "non-local": {"locals": None,
       "global": {"locals": None,
         "built-in": ["built-ins"]}}},
}

除了默認(rèn)的局部變量聲明方式，Python還有g(shù)lobal和nonlocal兩種類型的聲明（nonlocal是Python3.x之后才有的），其中nonlocal是指最內(nèi)層之外，global以內(nèi)的變量。必須強(qiáng)調(diào)的是，最內(nèi)層局部作用域?qū)ν鈱幼饔糜虻淖兞恐挥兄蛔x(read-only)的訪問(wèn)權(quán)限。比如下列的例子

x = 100
def main():
 x += 1
 print (x)
main()

UnboundLocalError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-2-9ed43e483a17> in <module>()
  3 x += 1
  4 print(x)
----> 5 main()
<ipython-input-2-9ed43e483a17> in main()
  1 x = 100
  2 def main():
----> 3 x += 1
  4 print(x)
  5 main()
UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

這里拋出UnboundLocalError，是因?yàn)閙ain()函數(shù)內(nèi)部的作用域?qū)τ谌肿兞縳僅有只讀權(quán)限，想要在main()中對(duì)x進(jìn)行改變，不會(huì)影響全局變量，而是會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的局部變量，顯然無(wú)法對(duì)還未創(chuàng)建的局部變量直接使用x += 1, 因?yàn)閤未綁定到任何對(duì)象上。如果想要獲得全局變量的完全引用，則需要global聲明：

x = 100
def main():
 global x
 x += 1
 print(x)
main()
print(x) # 全局變量已被改變

# result: 
# 101
# 101

閉包

閉包和函數(shù)調(diào)用沒(méi)多少相關(guān)，而是關(guān)于使用定義在其他作用域的變量。

看了上面的Python作用域規(guī)則后，我們可以仿照J(rèn)avaScript寫(xiě)一個(gè)計(jì)數(shù)器的閉包：

"""
/* JavaScript Closure example */
var inc = function(){ 
 var x = 0;
 return function(){
 console.log(x++);
 };
};
var inc1 = inc()
var inc2 = inc()
"""

# Python
def inc():
 x = 0
 def inner():
  nonlocal x
  x += 1
  print(x)
 return inner
inc1 = inc()
inc2 = inc()
inc1()
inc1()
inc1()
inc2()


# result:
# 1
# 2
# 3
# 1

在這里，全局環(huán)境下不能獲取到inc()中的局部變量x的，但是我們返回了inc()內(nèi)部函數(shù)inner(),而inner()對(duì)inc()中的局部變量是有訪問(wèn)權(quán)限的。也就是說(shuō)inner()將inc()局部作用域打包發(fā)送給了inc1和 inc2，從而使他們各自獨(dú)立擁有了一塊封閉起來(lái)的作用域，不受其他運(yùn)行環(huán)境和全局變量的影響，因此稱之為閉包。

上述代碼中inc1和inc2各自有一塊封閉起來(lái)的作用域，可以通過(guò)Online Python Tutor 可視化運(yùn)行工具看相應(yīng)的運(yùn)行結(jié)果