闭包-python

闭包的概念

在 Python 中，闭包（closure）是一个常见的编程技巧。闭包是指一个函数对象，该函数能够访问其定义域外部的非全局变量，即使这些变量在函数调用时不处于活动状态也可以被访问。

def outer_func(x):
    def inner_func(y):
        return x + y
    return inner_func

closure = outer_func(10)
print(closure(5))  # 输出：15

闭包的一个常见应用场景是实现装饰器（decorator）。装饰器本质上就是一个闭包，它用于修改另一个函数的行为。

闭包不能直接修改局部变量

在 Python 中，闭包不能直接修改外部函数的局部变量是因为，在 Python 闭包的实现方式中，内部函数能够访问外部函数的变量是基于“引用”，而不是基于“值传递”的。具体来说，当一个函数被定义时，其内部函数可以访问该函数所有的局部变量，包括那些已经超出了作用域的变量，这就形成了闭包。而当内部函数引用外部函数的变量时，实际上它引用的是该变量所在的内存地址，而不是变量本身的值。

因此，如果在闭包内部尝试直接修改外部函数的局部变量，则会导致该变量的内存地址发生变化，相当于创建了一个新的对象，而不是改变原有对象的值。

def outer_func2():
    x = 0
    print("----outer_func2---")
    def inner_func():
        x = 1 # x的内存地址发生了变化，修改外部变量失败
        print(f"inner_func中 x={x}") # 1
    print(f"inner_func执行前 x={x}") # 0
    inner_func()
    print(f"inner_func执行后 x={x}") # 0
def outer_func3():
    x = [1,2,3]
    print("----outer_func3---")
    def inner_func():
        x[0] = 444 # x的内存地址没有发送变化，修改外部变量成功
        print(f"inner_func中 x={x}") # [444,2,3]
    print(f"inner_func执行前 x={x}") # [1,2,3]
    inner_func()
    print(f"inner_func执行后 x={x}") # [444,2,3]

闭包修改外部函数的局部变量

如果要修改外部函数的局部变量，可以使用 nonlocal关键字来通知 Python 解释器，让其知道需要修改的是外部函数的局部变量，而不是创建一个新的局部变量。
注：这种写法只适用于 Python 3，对于 Python 2.x 版本则无法直接修改外部函数的局部变量。

def outer_func4():
    x = 0
    print("----outer_func4---")
    def inner_func():
        nonlocal x
        x = 1
        print(f"inner_func中 x={x}") # 1
    print(f"inner_func执行前 x={x}") # 0
    inner_func()
    print(f"inner_func执行后 x={x}") # 1

测试代码

# 闭包的一个常见应用场景是实现装饰器
def outer_func(x):
    def inner_func(y):
        return x + y
    return inner_func
def maintest1():
    closure = outer_func(10)
    print(closure(5))  # 输出：15

# 闭包不能直接修改外部函数的局部变量
def outer_func2():
    x = 0
    print("----outer_func2---")
    def inner_func():
        x = 1
        print(f"inner_func中 x={x}")
    print(f"inner_func执行前 x={x}")
    inner_func()
    print(f"inner_func执行后 x={x}")

def outer_func3():
    x = [1,2,3]
    print("----outer_func3---")
    def inner_func():
        x[0] = 444
        print(f"inner_func中 x={x}")
    print(f"inner_func执行前 x={x}")
    inner_func()
    print(f"inner_func执行后 x={x}")

def outer_func4():
    x = 0
    print("----outer_func4---")
    def inner_func():
        nonlocal x
        x = 1
        print(f"inner_func中 x={x}")
    print(f"inner_func执行前 x={x}")
    inner_func()
    print(f"inner_func执行后 x={x}")


def maintest2():
    outer_func2()
    outer_func3()
    outer_func4()

if __name__=='__main__':
    maintest2()
    # maintest1()