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原创 Python中闭包的概念实例解读

发布时间:2019-11-20 15:31:46 浏览 966 来源:博学谷 作者:照照

    好多人遇到Python中的闭包,都不能很好的理解概念和原理。随着大家学习Python的深入,还会常常遇到闭包。因此本文将用实例为大家全面解读Python中闭包的概念,相信大家看完全文,对闭包的概念会有一个全新而又详细的认识。现在我们一起来看看吧!

     

    Python中闭包

     

    Python中闭包的概念:

     

    我们尝试从概念上去理解一下闭包。在一些语言中,在函数中可以(嵌套)定义另一个函数时,如果内部的函数引用了外部的函数的变量,则可能产生闭包。闭包可以用来在一个函数与一组“私有”变量之间创建关联关系。在给定函数被多次调用的过程中,这些私有变量能够保持其持久性。简单来讲,当某个函数被当成对象返回时,夹带了外部变量,就形成了一个闭包。实例如下:

     

    def make_printer(msg):

     

    def printer():

     

    print msg # 夹带私货(外部变量)

     

    returnprinter # 返回的是函数,带私货的函数

     

    printer = make_printer( Foo! )

     

    printer()

     

    Python中闭包存在的意义:

     

    闭包存在有什么意义呢?为什么需要闭包?闭包存在的意义就是它夹带了外部变量(私货),如果它不夹带私货,它和普通的函数就没有任何区别。同一个的函数夹带了不同的私货,就实现了不同的功能。其实你也可以这么理解,闭包和面向接口编程的概念很像,可以把闭包理解成轻量级的接口封装。接口定义了一套对方法签名的约束规则,实例如下。

     

    deftag(tag_name):

     

    defadd_tag(content):

     

    return"<{0}>{1}</{0}>".format(tag_name,content)

     

    returnadd_tag

     

    content = Hello

    add_tag = tag( a )

     

    printadd_tag(content)

     

    # <a>Hello</a>

    add_tag = tag( b )

     

    printadd_tag(content)

     

    # <b>Hello</b>

     

    在这个实例里,我们想要一个给content加tag的功能,但是具体的tag_name是什么样子的要根据实际需求来定,对外部调用的接口已经确定,就是add_tag(content)。如果按照面向接口方式实现,我们会先把add_tag写成接口,指定其参数和返回类型,然后分别去实现a和b的add_tag。但是在闭包的概念中,add_tag就是一个函数,它需要tag_name和content两个参数,只不过tag_name这个参数是打包带走的。所以一开始时就可以告诉我怎么打包,然后带走就行。

     

    上面的实例不太生动,其实在我们生活和工作中,闭包的概念也很常见。比如说手机拨号,你只关心电话打给谁,而不会去纠结每个品牌的手机是怎么实现的,用到了哪些模块。再比如去餐馆吃饭,你只要付钱就可以享受到服务,你并不知道那桌饭菜用了多少地沟油。这些都可以看成闭包,返回来的是一些功能或者服务(打电话,用餐),但是这些功能使用了外部变量(天线,地沟油等等)。你也可以把一个类实例看成闭包,当你在构造这个类时,使用了不同的参数,这些参数就是闭包里的包,这个类对外提供的方法就是闭包的功能。但是类远远大于闭包,因为闭包只是一个可以执行的函数,但是类实例则有可能提供很多方法。

     

    使用闭包的时机:

     

    其实闭包在Python中很常见,只不过你没特别注意这就是一个闭包。比如Python中的装饰器Decorator,假如你需要写一个带参数的装饰器,那么一般都会生成闭包。为什么?因为Python的装饰器是一个固定的函数接口形式。它要求你的装饰器函数(或装饰器类)必须接受一个函数并返回一个函数:

     

    # how to define

     

    def wrapper(func1): # 接受一个callable对象

     

    returnfunc2 # 返回一个对象,一般为函数

     

    # how to use

     

    def target_func(args): # 目标函数

     

    pass

     

    # 调用方式一,直接包裹

     

    result = wrapper(target_func)(args)

     

    # 调用方式二,使用@语法,等同于方式一

     

    @wrapper

     

    def target_func(args):

     

    pass

     

    result = target_func()

     

    那么如果你的装饰器如果带参数呢?那么你就需要在原来的装饰器上再包一层,用于接收这些参数。这些参数(私货)传递到内层的装饰器里后,闭包就形成了。所以说当你的装饰器需要自定义参数时,一般都会形成闭包。(类装饰器例外)

     

    defhtml_tags(tag_name):

     

    defwrapper_(func):

     

    defwrapper(*args, **kwargs):

     

    content = func(*args, **kwargs)

     

    return"<{tag}>{content}</{tag}>".format(tag=tag_name,content=content)

     

    returnwrapper

     

    returnwrapper_

     

    @html_tags( b )

     

    defhello(name= Toby ):

     

    return Hello {}! .format(name)

     

    # 不用@的写法如下

     

    # hello = html_tag( b )(hello)

     

    # html_tag( b ) 是一个闭包,它接受一个函数,并返回一个函数

     

    printhello() # <b>Hello Toby!</b>

     

    printhello( world ) # <b>Hello world!</b>

     

    下面让我们来了解一下闭包的包到底长什么样子。其实闭包函数相对与普通函数会多出一个__closure__的属性,里面定义了一个元组用于存放所有的cell对象,每个cell对象一一保存了这个闭包中所有的外部变量。

     

    >>> defmake_printer(msg1,msg2):

     

    defprinter():

     

    printmsg1,msg2

     

    returnprinter

     

    >>> printer = make_printer( Foo , Bar ) # 形成闭包

     

    >>> printer.__closure__ # 返回cell元组

     

    (<cell at0x03A10930: strobjectat0x039DA218>, <cell at0x03A10910: strobjectat0x039DA488>)

     

    >>> printer.__closure__[0].cell_contents # 第一个外部变量

     

    Foo

     

    >>> printer.__closure__[1].cell_contents # 第二个外部变量

     

    Bar

     

    以上就是Python中闭包的概念实例解读,大家都看懂了吗?其实闭包的概念和原理就是这么简单,想要学习更多的Python知识,尽在博学谷在线教育平台!

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