閉包的概念

我們嘗試從概念上去理解一下閉包。
在一些語言中，在函數(shù)中可以（嵌套）定義另一個函數(shù)時，如果內(nèi)部函數(shù)引用了外部函數(shù)的變量，則可能產(chǎn)生閉包。閉包可以用來在一個函數(shù)與一組“私有”變量之間創(chuàng)建關(guān)聯(lián)關(guān)系。在給定函數(shù)被多次調(diào)用過程中，這些私有變量能夠保持持久性。
用比較容易懂得人話說，就是當(dāng)某個函數(shù)被當(dāng)成對象返回時，夾帶了外部變量，就形成了一個閉包?？聪吕樱?/p>

def make_printer(msg):
  def printer():
    print(msg) # 夾帶私貨（外部變量）
 
  return printer # 返回的是函數(shù)，帶私貨的函數(shù)
 
 
printer = make_printer("Foo!")
printer()

支持將函數(shù)當(dāng)成對象使用的編程語言，一般都支持閉包。比如python，JavaScript。

如何理解閉包

閉包存在有什么意義呢？為什么需要閉包
我個人認(rèn)為，閉包存在的意義就是它夾帶了外部變量（私貨），如果它不夾帶私貨，它和普通的函數(shù)就沒有任何區(qū)別。同一個的函數(shù)夾帶了不同的私貨，就實現(xiàn)了不同的功能。其實你也可以這么理解，閉包和面向接口編程的概念很像，可以把閉包理解成輕量級的接口編程。
接口定義了一套對方法簽名的約束法則。

def tag(tag_name):
  def add_tag(content):
    return "<{0}>{1}</{0}>".format(tag_name, content)
  return add_tag
 
content = "Hello"
 
add_tag = tag('a')
print(add_tag(content)) # <a>Hello</a>
 
add_tag = tag('b')
print(add_tag(content)) # <b>Hello</b>

在這個例子里，我們想要給content加tag功能，但是具體的tag_name是什么樣子的要根據(jù)實際需求來定，對外部調(diào)用的接口已經(jīng)確定，就是add_tag(content)。如果按照面向接口方式實現(xiàn)，我們會先把add_tag寫成接口，指定其函數(shù)和返回類型，然后分別去實現(xiàn)a和b的add_tag。
但是在閉包的概念中，add_tag就是一個函數(shù)，它需要tag_name和content兩個參數(shù)，只不過tag_name這個參數(shù)是打包帶走的。所以一開始時就可以告訴我怎么打包，然后帶走就行。
上面的例子不太生動，其實我們生活和工作中，閉包的概念也很常見。比如說手機撥號，你只關(guān)心電話打給誰，而不會去糾結(jié)每個 品牌的手機是怎么實現(xiàn)的，用到了哪些模塊。再比如去餐館吃飯，你只要付錢就可以享受到服務(wù)，你并不知道那桌飯菜用了多少地溝油。這些都可以看成閉包，返回來的是一些功能或服務(wù)（打電話，用餐），但是這些功能使用了外部變量（天線，地溝油等等）
你也可以把一個類實例看成閉包，當(dāng)你在構(gòu)造這個類時，使用了不同的參數(shù)，這些參數(shù)就是閉包里的包，這個類對外提供的方法就是閉包的功能。但是類遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于閉包，因為閉包只是 一個可以執(zhí)行的函數(shù)，但是類實例則有可能提供很多方法。

何時使用閉包

其實閉包在python中很常見，只不過你沒特別注意這就是一個閉包。比如python中的裝飾器Decorator,假如你需要寫一個帶參數(shù)的裝飾器，那么一般都會生成閉包。
為什么？因為python的裝飾器是一個固定的函數(shù)接口形式。它要求你的裝飾器函數(shù)（或裝飾器類）必須接受一個函數(shù)再返回一個函數(shù)：

# how to define
def wrapper(func1): # 接受一個callable對象
  return func1 # 返回一個對象，一般為函數(shù)
 
 
# how to use
def target_func(args): # 目標(biāo)函數(shù)
  pass
 
 
# 調(diào)用方式1，直接包裹
result = wrapper(target_func("123"))
 
# 調(diào)用方式2，使用@語法，等同于方式1
@wrapper
def target_func(args):
  pass
 
result = target_func()

那么如果你的裝飾器帶參數(shù)呢？那么你就需要在原來的裝飾器上再包一層，用于接收這些參數(shù)。這些參數(shù)（私貨）傳遞到內(nèi)層裝飾器后，閉包就形成了。所以說當(dāng)你的裝飾器需要自定義參數(shù)時，一般都會形成閉包（類裝飾器除外）

def html_tags(tag_name):
  def wrapper_(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
      content = func(*args, **kwargs)
      return "<{tag}>{content}</{tag}>".format(tag=tag_name, content=content)
    return wrapper
  return wrapper_
 
 
@html_tags('a')
def hello(name='Toby'):
  return "Hello {}!".format(name)
 
 
# 不用@的寫法
# hello = html_tags('b')(hello)
# html_tags('b') 是一個閉包，它接受一個函數(shù)，并返回一個函數(shù)
 
print(hello()) # <a>Hello Toby!</a>
print(hello("world")) # <a>Hello world!</a>

再了解下閉包到底長什么樣子。其實閉包函數(shù)相對于普通函數(shù)會多出一個__closure__的屬性，里面定義了一個元組用于存放所以的cell對象，每個 cell對象一一保存了這個閉包中所有的外部變量。

def make_printer(msg1, msg2):
  def printer():
    print(msg1, msg2)
  return printer
 
 
printer = make_printer('Foo', 'Bar') # 形成閉包
 
print(printer.__closure__) # 返回cell元組
(<cell at 0x000002721C1D2138: str object at 0x000002721C1F2068>, <cell at 0x000002722B199CD8: str object at 0x000002721C1F20A0>)
print(printer.__closure__[0].cell_contents) # 第一個外部變量'Foo'
print(printer.__closure__[1].cell_contents) # 第二個外部變量'Bar'

以上就是詳解python中的閉包的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于python 閉包的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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