python的闭包简介

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LEGB法则

python变量的作用域遵从LEGB法则，即：

  • Local(L)：定义在方法或类内部的变量，如 def 或 lambda 函数内部
  • Enclosed(E)：闭包内部变量（仅限闭包）
  • Global(G)：全局变量
  • Built-in(B)：python内置的关键字

对任意一个变量，python会按照上述顺序依次查找

这意味着python中有且仅有这四个作用域，最小作用域范围就是方法，而没有其他语言中的块作用域，例如下述代码：

def func():
    if True:
        v = 'bingo'
    print(v)

这段代码如果在java中执行就会无法编译，因为v的作用域局限在if的代码块中。而在python中就不会，因为python的最小作用域是func。同样，对于for、while这些代码块也是没有作用域的

闭包

英文名为 enclosing function，我更喜欢称之为“嵌套函数”，因为其本身就是“函数内部定义的函数”

def outlier():
    def inner():    # 这个函数就是闭包
        ...
    ...
# 你可以在outlier函数内部直接调用inner函数，也可以直接将inner函数作为返回值

这样做的目的是什么呢？我觉得就是创建出一个作用域。如果不看python内置变量的话，在没有闭包的情况下，python仅仅只有两个作用域，对于一个变量，要么在func内部找，要么去全局里面找。这样做的话，对于func内部变量还好说，因为变量已经被func根据不同的功能隔离开了，但对于全局变量的管理就比较混乱了，各种不同功能的全局变量一股脑都在全局环境中。但引入闭包就不同了，它又将func视作一个全局变量环境（仅针对闭包来说），一层一层嵌套，就能更好地管理“全局变量”（并非真的全局变量，仅仅对闭包而言）

这就好比是：在以前，村民有什么问题都去找酋长。现在这种责任关系通过进一步的细分，村民有问题找村长，村长解决不了找县长，县长解决不了找市长。。。

一个综合一点的题目

为什么输出结果是这样？

arr = []
for i in range(3):
    def inner(num):
        return num * i
    arr.append(inner)

for func in arr:
    print(func(2))

# 输出结果：4  4  4

分析：

从作用域来说，由于for是没有作用域的，故代码其实等价于：

arr = []

i = 0   # 由于for没有定义域，故for内部定义的变量i等价于在外部定义

def inner(num):     # 由于for没有定义域，故for内部定义的函数inner等价于在外部定义
    return num * i

for counter in range(3):    # for会先给外部变量i赋值，再将函数添加到arr中
    i = counter
    arr.append(inner)

for func in arr:
    print(func(2))

看到没，对于函数inner来说，i就是全局变量，而对于main来说，它是局部变量。这个作用域太大了，而我们仅仅是希望将其限制在for和inner之间。所以，一个解决方法是使用闭包：

arr = []
for i in range(3):
    def outlier(idx):    # 使用闭包增加一个作用域
        def inner(num):
            return num * idx
        return inner
    arr.append(outlier(i))    # i这个变量将被储存在该作用域内

for func in arr:
    print(func(2))

这又有点像docker这种容器化技术了，原本我使用物理机完成某件事，但所有资源放在物理机上不好管理，我就可以创造出很多的容器，每个容器依照功能不同可以传递不同的参数，该参数在整个容器中生效。

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