python 闭包获取循环数据经典 bug

问题代码

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def create_functions():
    functions = []
    for i in range(3):
        # 创建一个函数,期望捕获当前循环的i值
        functions.append(lambda: print(f"My value is: {i}"))
    return functions

# 创建三个函数
f0, f1, f2 = create_functions()

# 调用这些函数
f0()  # 期望输出 "My value is: 0"
f1()  # 期望输出 "My value is: 1"
f2()  # 期望输出 "My value is: 2"

但是实际输出为

text 复制代码

My value is: 2
My value is: 2
My value is: 2

类似的，也可以不是用 lambda 表达式，而是使用函数实现闭包

python 复制代码

# 依旧有问题
def create_functions():
    functions = []
    for i in range(3):
        def func():
            print(f"My value is: {i}")
        functions.append(func)
    return functions

问题原因解释

产生这样问题的原因是：python 闭包捕获了同一个外部变量 i，并且是通过变量名 i 而非 i 的地址作为索引（这一点很关键，虽然实际要比这个复杂，但是可以理解为就是通过名称确定某个变量的！）

如果不是通过变量 i 的字符串名字进行索引，也不会出现这个问题，实际上在 for i in range(3) 过程中给你，i 的地址是一直变的
所以在最后 f0、f1、f2 都用过名字 i 来找内存，找到了最后的那个 2 对应的内存地址！

两种解决方案

方案 1：把值通过变量传进去，此时闭包引用的是 func 的局部变量 x，而每一个函数实际都是不同的

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def create_functions():
    functions = []
    for i in range(3):
        def func(x):
            return lambda: print(f"My value is: {x}")
        functions.append(func(i))
    return functions

# 创建三个函数
f0, f1, f2 = create_functions()

# 调用这些函数
f0()  # 期望输出 "My value is: 0"
f1()  # 期望输出 "My value is: 1"
f2()  # 期望输出 "My value is: 2"

方案 2：使用函数入参默认值，因为 python 在定义函数默认值时，需要计算出来（这也是另外一个经常出 bug 的问题）

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def create_functions():
    functions = []
    for i in range(3):
        def func(x=i):
            print(f"My value is: {x}")
        functions.append(func)
    return functions

# 创建三个函数
f0, f1, f2 = create_functions()

# 调用这些函数
f0()  # 输出 "My value is: 0"
f1()  # 输出 "My value is: 1"
f2()  # 输出 "My value is: 2"

总结

在产生闭包（尤其是 lambda 表达式这种比较隐蔽时）时，一定要注意闭包中对外部变量的引用是否在发生改变，要仔细思考这些改变是否符合预期

不过，只要知道原理，相信可以很好的处理这些情况