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八、闭包的知识点

闭包，又叫做闭包函数、闭合函数，写法类似函数嵌套。

8.1 闭包的基本操作

从复杂的概念中抽离出来，在 Python 中，闭包就是你调用一个函数 X，这个函数返回一个 Y 函数给你，这个返回的函数 Y 就是闭包。

掌握任何技术前，都要先看一下最基本的案例代码：

def func(parmas):
    # 内部函数
    def inner_func(p):
        print(f"外部函数参数{parmas}，内部函数参数{p}")

    return inner_func


inner = func("外")
inner("内")

对上述代码的说明如下，在调用 func("外") 的时候产生了一个闭包 inner_func 函数，该闭包函数内调用了外部函数 func 的参数 parmas，此时的 parmas 参数被称为自由变量（概念性名词，了解即可）。当函数 func 的声明周期结束后，parmas 这个变量依然存在，原因就是被闭包函数 inner_func 调用了，所以不会被回收。

简单的进行闭包操作学习之后，你会发现闭包操作，在上篇博客已经使用过了，博客的说明的内容是装饰器。

再次对上文代码进行注释，帮助你理解闭包函数的实现。

# 定义外部（外层）函数
def func(parmas):
    # 定义内部（内层）函数
    def inner_func(p):
        print(f"外部函数参数{parmas}，内部函数参数{p}")
	# 一定要返回内层函数
    return inner_func

# 调用外层函数，赋值给一个新变量 inner，此时的 inner 相当于内层函数，并且保留了自由变量 params
inner = func("外")
inner("内")

总结下来，实现一个闭包需要以下几步：

1. 必须有一个内层函数 ；
2. 内层函数必须使用外层函数的变量，不使用外层函数的变量，闭包毫无意义；
3. 外层函数的返回值必须是内层函数。

8.2 闭包作用域

先看代码：

def outer_func():
    my_list = []

    def inner_func(x):
        my_list.append(len(my_list)+1)
        print(f"{x}-my_list:{my_list}")

    return inner_func


test1 = outer_func()
test1("i1")
test1("i1")
test1("i1")
test1("i1")

test2 = outer_func()
test2("i2")
test2("i2")
test2("i2")
test2("i2")

上述代码中的自由变量 my_list 的作用域，只跟每次调用外层函数，生成的变量有关，闭包每个实例引用的变量互相不存在干扰。

8.3 闭包的作用

再上文中，你是否已经对闭包的作用有初步了解了？
接下来再强调一下，闭包操作中会涉及作用域相关问题，最终实现的目标是脱离了函数本身的作用范围，局部变量还可以被访问到。

def outer_func():

    msg = "梦想橡皮擦"
    def inner_func():
        print(msg)

    return inner_func

outer = outer_func()
outer()

如果你对滚雪球第一遍还有印象，会了解到局部变量仅在函数的执行期间可用，也就说 outer_func 函数执行过之后，msg 变量就不可用了，但是上面执行了 outer_func 之后，再调用 outer 的时候，msg 变量也被输出了，这就是闭包的作用，闭包实现了局部变量可以在函数外部访问。
相应的理论再扩展一下，就是在该种情况下可以把局部变量当做全局变量用。

最后再备注一句，说明一下闭包的作用吧：闭包，保存了一些非全局变量，即保存局部信息不被销毁。

8.4 判断闭包函数

通过 函数名.__closure__ 判断一个函数是否是闭包函数。

def outer_func():

    msg = "梦想橡皮擦"
    def inner_func():
        print(msg)

    return inner_func

outer = outer_func()
outer()
print(outer.__closure__)

(<cell at 0x0000000002806D68: str object at 0x0000000001D46718>,)

返回的元组中，第一项是 CELL 即为闭包函数。

8.5 闭包存在的问题

这个问题是地址和值的问题，是操作系统底层原理导致的问题，具体实现先看代码，一个非常经典的案例。

def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f():
            return i
        fs.append(f)
    return fs

f1, f2, f3 = count()
print(f1())
print(f2())
print(f3())

上述代码不是简单的返回了一个闭包函数，而是返回的一个包含三个闭包函数的序列 list。
运行代码，输出 3 个 3，学过引用和值相关知识同学会比较容易掌握，上述代码中的 i 指向的是一个地址，而不是具体的值，这就导致当循环结束之后，i 指向那个地址的值等于 3。

本案例你记住下面这句话也可。

尽量避免在闭包中引用循环变量，或者后续会发生变化的变量。

8.6 这篇博客的总结

本篇博客为大家补充了一下闭包相关的基础知识，配合上一篇装饰器博客一起学习，效果更加。

博主 ID：梦想橡皮擦，希望大家点赞、评论、收藏。