恩~ 如期來啦“閉包”~

一、函式作為返回值

介紹“閉包”之前，先了解一下函式作為返回值的情況。高階函式除了可以接收函式作為引數外，還可以把函式作為結果值返回。例如之前介紹的裝飾器中，就出現了將函式作為返回值。

二、閉包

1、產生閉包的條件以及作用

什麼是閉包？當在函式中巢狀另一個函式時，如果內部函式引用了外部函式的變數，則可能產生閉包。所以閉包產生的三個條件（缺一不可）：

• 1、必須巢狀一個內部函式
• 2、內部函式必須引用外部函式的變數
• 3、外部函式必須返回內部函式

那為什麼要試用閉包，閉包的作用呢？

• 1、閉包可以根據外部函式的區域性變數來得到不同的結果
• 2、當閉包執行完成後，仍可以保持當前的執行環境，執行結果依賴於該函式上一次的執行結果

2、閉包舉例

栗子一：求序列之和

>>> def calc_sum(*args):
...     ax = 0
...     for n in args:
...         ax = ax + n
...     return ax  # 返回變數
...
>>> calc_sum(1,2,3)
6

但是，現在如果要求不需要立即取得求和結果，而是在後面的程式碼中，根據需要再計算，該怎麼弄呢？我們可以不返回求和的結果，而返回求和的函式，如下：

>>>def lazy_sum(*args):
...    def sum():            # sum()是內部函式，可以利用外部函式的引數
...        ax = 0
...        for n in args:    # sum()中使用外部函式的區域性變數
...            ax = ax + n 
...        return ax
...    return sum            # 形成閉包，此時，*args儲存在返回的函式中
...
>>>f = lazy_sum(1,3,5,7,9)
>>>f          # 此時返回的是求和函式
>>> f()       # 呼叫函式f()時，才真正計算求和的結果
25
 

注意：

• lazy_sum()函式的內部執行順序，執行f時，執行到return sum處，*args儲存在返回函式中，返回的是sum()函式。當執行f()時，相當於執行sum()，且包含*args。
• 當我們呼叫lazy_sun()時，每次都會返回一個新的函式，即使傳入相同的引數，但是f()呼叫結果不影響。

我們來驗證第二點：

# 但是呼叫 f1() 與f2()的呼叫結果互不影響
>>> f1 = lazy_sum(1,3,5,7,9)
>>> f2 = lazy_sum(1,3,5,7,9)
>>> f1
<function lazy_sum.<locals>.sum at 0x013DD618>
>>> f2
<function lazy_sum.<locals>.sum at 0x02F92DF8>
>>> f1 == f2
False
>>> f1() == f2()
True
>>> f1()
25
>>> f2()
25
>>> id(f1())
1627215984
>>> id(f2())
1627215984
 

說明：f1與f2返回函式的位置不一樣，所以f1==f2返回結果為False。但是不影響最後的執行結果，f1()與f2()的執行結果均為25，且用id()進行檢視，指向是同一塊區域。

栗子二：

def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f():         # 返回函式f()放在迴圈裡
            return i*i
    fs.append(f)
    return fs
f1, f2, f3 = count()

實際執行結果為：f1=9 f2=9 f3=9可能與實際想的（[1,4,9]）有點不一樣。因為f()函式放在了for迴圈裡，只有當迴圈結束後，最後才返回i=3的執行結果9。所以返回函式最好不要引用任何迴圈變數，或者說後續可能變化的量。那如何來修改呢？

def count():
    def f(j):
        def g():
            return j*j      # 形成閉包
        return g
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        fs.append(f(i))      # 一個i值進入後，f(i)立刻被執行，並加入到fs中
    return fs

f1, f2, f3 = count()  # 返回函式g沒有引用j

最後結果：[1,4,9] 即f1=1 f2=4 f3=9

三、匿名函式lambda

• 定義：匿名函式指一類無需定義識別符號函式名的函式或者子程式。Python允許使用lambda關鍵字創造匿名函式。
• 語法：lambda 引數:表示式 或者 lambda 形參1,…,形參n : function(形參),入參1,…,入參n
• 注意：1、lambda函式可以接收任意多個引數並且返回單個表示式的值； 2、lambda中不能包含命令，返回的表示式不能超過一個。
• 優點：1、可以省去定義函式的過程，精簡程式碼； 2、對於一些抽象的、不會重複使用的函式可以用lambda進行定義。

例子：

>>> list( map( lambda x: x*x ,[1,2,3] ) )
[1, 4, 9]

其中lamdba x : x*x 實現的是：def f(x): return x*x 的功能。

• 可以把匿名函式賦值給一個變數，再利用變數呼叫該函式。例如：

>>> f = lambda x:x*x  
>>> f(5) # 呼叫
>>> g = lambda x,y=2 : x*y
>>> g(2,4)
8
>>> g(2)    # 預設y=2
4

• 可以把匿名函式作為返回值返回，例如：

return lambda x:x*x

❤ thanks for watching, keep on updating...