閉包(closure)是函數式編程的重要的語法結構。函數式編程是一種編程范式 (而面向過程編程和面向對象編程也都是編程范式)。在面向過程編程中,我們見到過函數(function);在面向對象編程中,我們見過對象(object)。函數和對象的根本目的是以某種邏輯方式組織代碼,并提高代碼的可重復使用性(reusability)。閉包也是一種組織代碼的結構,它同樣提高了代碼的可重復使用性。
不同的語言實現閉包的方式不同。Python以函數對象為基礎,為閉包這一語法結構提供支持的 (我們在特殊方法與多范式中,已經多次看到Python使用對象來實現一些特殊的語法)。Python一切皆對象,函數這一語法結構也是一個對象。在函數對象中,我們像使用一個普通對象一樣使用函數對象,比如更改函數對象的名字,或者將函數對象作為參數進行傳遞。
函數對象的作用域
和其他對象一樣,函數對象也有其存活的范圍,也就是函數對象的作用域。函數對象是使用def語句定義的,函數對象的作用域與def所在的層級相同。比如下面代碼,我們在line_conf函數的隸屬范圍內定義的函數line,就只能在line_conf的隸屬范圍內調用。
代碼如下:
def line_conf():
def line(x):
return 2*x+1
print(line(5)) # within the scope
line_conf()
print(line(5)) # out of the scope
line函數定義了一條直線(y = 2x + 1)??梢钥吹剑趌ine_conf()中可以調用line函數,而在作用域之外調用line將會有下面的錯誤:
代碼如下:
NameError: name 'line' is not defined
說明這時已經在作用域之外。
同樣,如果使用lambda定義函數,那么函數對象的作用域與lambda所在的層級相同。
閉包
函數是一個對象,所以可以作為某個函數的返回結果。
代碼如下:
def line_conf():
def line(x):
return 2*x+1
return line # return a function object
my_line = line_conf()
print(my_line(5))
上面的代碼可以成功運行。line_conf的返回結果被賦給line對象。上面的代碼將打印11。
如果line()的定義中引用了外部的變量,會發生什么呢?
代碼如下:
def line_conf():
b = 15
def line(x):
return 2*x+b
return line # return a function object
b = 5
my_line = line_conf()
print(my_line(5))
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