[Python学习日记-39] 闭包是个什么东西？

[Python学习日记-39] 闭包是个什么东西？

简介

在前面讲函数和作用域的时候应该提到过，当函数运行结束后会由 Python 解释器自带的垃圾回收机制回收函数内作用域已经废弃掉的变量，但是在 Python 当中还有一种现象非常黏黏糊糊，很容易让你搞不清不同作用域之间的界限划分，这就是我们接下来要说的闭包现象。

闭包现象

关于闭包，即函数定义和函数表达式位于另一个函数的函数体内（嵌套函数）。而且，这些内部函数可以访问它们所在的外部函数中声明的所有局部变量、参数。当其中一个这样的内部函数在包含它们的外部函数之外被调用时，就会形成闭包。也就是说，内部函数会在外部函数返回后被执行。而当这个内部函数执行时，它仍然必需访问其外部函数的局部变量、参数以及其他内部函数，导致最后外部函数的这些局部变量、参数和函数声明本应该随着函数的结束而回收的，但由于内部函数的影响导致其保留了下来。这些局部变量、参数和函数声明（最初时）的值是外部函数返回时的值，但也会受到内部函数的影响。单纯用文字说明并不是特别直观，我们直接用代码来看一下，代码如下

python 复制代码

def outer():
    name = "Jove"

    def inner():
        print("在 inner 里打印外层函数的变量",name)

    return inner    # 注意这里只是返回了 inner 的内存地址，并未执行

func = outer()    # 返回的是inner的内存地址
func()    # 相当于执行的是 inner()

代码输出如下：

正常情况下在外部是没有办法执行 inner 的，但是 outer 返回了 inner 的内存地址，所以才可以找到在内存当中的 inner 函数，同时注意此时的 outer 已经执行完毕了，在正常情况下 outer 的内存地址应该已经都释放了才对，但是由于闭包的存在（inner 的内存地址作为返回值返回了，并且 inner 使用了 outer 内的变量），所以本该被释放变量都得以保留，这才让我们可以调用 inner，并且通过 inner 内部调用了上一层 outer 里的 name 变量。而这种黏黏糊糊让人分不清界线的就是闭包现象。

闭包意义与作用

返回的函数对象，不仅仅是一个函数对象，在该函数外还包裹了一层作用域，这使得，该函数无论在何处调用，优先使用自己外层包裹的作用域。除此之外闭包还能实现数据隐藏和封装、记忆局部状态、实现函数工厂

实现数据隐藏和封装：闭包将一些数据包裹在函数内部，外部无法直接访问，增加了程序的安全性和可维护性。只有通过特定的闭包函数才能操作这些数据。
记忆局部状态：闭包能够记住外部函数中的局部变量的值，即使外部函数已经执行完毕。这使得闭包可以在不同的时间点保留状态信息，并在后续调用中继续使用。
实现函数工厂：可以根据不同的输入生成不同的函数。通过在外部函数中接收参数，然后在内部函数中使用这些参数，就可以创建一系列功能相似但具有不同参数或状态的函数。

闭包在 Python 中有着广泛的应用，理解闭包的意义对于写出更加简洁、高效和可维护的代码至关重要，闭包的重头戏还在后面，后面函数进阶学到的装饰器就会用到闭包，所以一定要提前弄清楚闭包的含义，免得到时候看得一脸懵逼。