快捷導(dǎo)航

Python編程中閉包的變量作用域問題解析

更新時(shí)間：2021年10月21日 14:59:35 作者：曉鵬-King

這篇文章主要介紹了Python編程中閉包的變量作用域問題解析，在學(xué)習(xí)Python的返回函數(shù)的時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)里面涉及了幾個(gè)問題，在這里為大家分享講解下

閉包

在我們使用返回函數(shù)的時(shí)候，由于我們?cè)谝粋€(gè)函數(shù)中需要返回另一個(gè)函數(shù)，因此，我們?cè)谶@個(gè)函數(shù)中就需要重新定義一個(gè)函數(shù)。而這樣，就造成了我們的函數(shù)嵌套問題。外面的函數(shù)相對(duì)于里面的函數(shù)而言是外函數(shù)（outer function），而里面的我們叫他內(nèi)函數(shù)（inner function）。

def outerFunction(): #外函數(shù)
    def innerFunction(): #內(nèi)函數(shù)
        x = 1
        return x
    return innerFunction #返回值是一個(gè)函數(shù)
a = outerFunction()
print(a)

這里我們打印 a 的值得時(shí)候，實(shí)際上打印的是我們的返回函數(shù)的地址：

<function outerFunction.<locals>.innerFunction at 0x0000019C278C0E50>

一般情況下，我們?cè)谑褂煤瘮?shù)作為返回值得時(shí)候，我們會(huì)在內(nèi)函數(shù)中使用我們外函數(shù)中的變量，這種情況就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有意思的事情了。內(nèi)函數(shù)會(huì)被返回給外部的其他調(diào)用者，而我們的變量是在我們的外函數(shù)中定義的。此時(shí)，我們的變量的作用域會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？

測(cè)試：

def outerFunction(x): #外函數(shù)
    y = 10
    def innerFunction(): #內(nèi)函數(shù)
        return x + y
    return innerFunction #返回值是一個(gè)函數(shù)
a = outerFunction(10)
print(a())

打印：

20

這里可以看到，我們的在給 a 賦值的時(shí)候，同時(shí)給外函數(shù)傳進(jìn)去了一個(gè)值10，然后，我們直接把 a() 打印出來，此時(shí)，我們的 a 返回了 20，說明我們的變量和參數(shù)在進(jìn)入內(nèi)函數(shù)后，我們的內(nèi)函數(shù)會(huì)保留這個(gè)變量的值。

這里，我們把這種現(xiàn)象叫做“閉包（Closure）”，我試著多次返回這個(gè)內(nèi)函數(shù)，看看他們的地址是否一致：

def outerFunction(x): #外函數(shù)
    y = 10
    def innerFunction(): #內(nèi)函數(shù)
        return x + y
    return innerFunction #返回值是一個(gè)函數(shù)
a = outerFunction(10)
b = outerFunction(20)
c = outerFunction(30)
print(a())
print(b())
print(c())
print(a)
print(b)
print(c)

打?。?/p>

20
30
40
<function outerFunction.<locals>.innerFunction at 0x0000020C480C0DC0>
<function outerFunction.<locals>.innerFunction at 0x0000020C480C0D30>
<function outerFunction.<locals>.innerFunction at 0x0000020C480CD280>

這里我們可以看到每個(gè) innerFunction 的地址都不同，當(dāng)我們多次調(diào)用返回函數(shù)的時(shí)候，每調(diào)用一次，我們的返回函數(shù)就會(huì)新創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)給我們的變量。

那么，如果我們?cè)谕夂瘮?shù)里面多次調(diào)用我們的內(nèi)函數(shù)，我們的外函數(shù)的變量的作用域是什么樣的呢？

我們測(cè)試一下：

def outerFunction(x): #外函數(shù)
    L=[] #定義一個(gè)List 
    y = 10
    for i in range(1, 4):
        def innerFunction(): #內(nèi)函數(shù)
            return (x + y) * i #使用我們外函數(shù)得變量
        print(innerFunction()) #打印內(nèi)函數(shù)返回得值
        #print(innerFunction)
        L.append(innerFunction) #把內(nèi)函數(shù)添加到我們得List中
    return L #返回這個(gè)List
a = outerFunction(10)
print(a[0])
print(a[1])
print(a[2])
print(a[0]())
print(a[1]())
print(a[2]())

看打?。?/p>

20
40
60
<function outerFunction.<locals>.innerFunction at 0x00000274AD6B0E50>
<function outerFunction.<locals>.innerFunction at 0x00000274AD6BD040>
<function outerFunction.<locals>.innerFunction at 0x00000274AD6BD3A0>
60
60
60

這里我們可以看到一個(gè)有意思得現(xiàn)象：

當(dāng)我們?cè)谖覀兊暮瘮?shù)內(nèi)多次調(diào)用我們的內(nèi)函數(shù)，并把它的返回值打印出來的時(shí)候，我們可以看到這個(gè)值是正常的（依次遞增）。而如果我們把這個(gè)內(nèi)函數(shù)傳遞到我們的 List 中，在函數(shù)外部調(diào)用它的時(shí)候，我們的函數(shù)的返回值全部變成了 60 也就是他們的只得到了我們外函數(shù)中變量的最終的值。這個(gè)就是我們的閉包特有的現(xiàn)象。

閉包中的變量

一般情況下，當(dāng)一個(gè)函數(shù)結(jié)束的時(shí)候，在內(nèi)存中，我們這個(gè)函數(shù)內(nèi)部的局部變量會(huì)連同這個(gè)函數(shù)一起被釋放掉。

但是，當(dāng)我們這個(gè)函數(shù)包含閉包的時(shí)候，也就是說，當(dāng)這個(gè)函數(shù)的返回值是一個(gè)函數(shù)的引用的時(shí)候。此時(shí)，當(dāng)這個(gè)函數(shù)結(jié)束時(shí)，由于它內(nèi)部的局部變量需要被釋放掉，因此，它會(huì)把這個(gè)變量的值給傳遞給它所要返回的這個(gè)函數(shù)的內(nèi)部。正是因?yàn)檫@樣，當(dāng)我們?cè)谕獠空{(diào)用我們的返回函數(shù)的時(shí)候，我們會(huì)看到它使用的變量全都是這個(gè)變量在函數(shù)內(nèi)的最終的值，因?yàn)檫@個(gè)變量是這個(gè)外函數(shù)在結(jié)束的時(shí)候才傳遞給我們的返回函數(shù)的。而此時(shí)，我們函數(shù)內(nèi)的變量只能有一個(gè)值。

但是，我們可以使用另一個(gè)辦法來規(guī)避這種情況：

def outerFunction(x): #外函數(shù)
    L=[] #定義一個(gè)List 
    y = 10
    def innerFunction(i): #內(nèi)函數(shù)
        def f():
            return (x + y) * i #使用我們外函數(shù)得變量
        return f
    for i in range(1, 4):
        print(innerFunction(i)()) #打印內(nèi)函數(shù)中的內(nèi)函數(shù)的返回值
        L.append(innerFunction(i)) #把內(nèi)函數(shù)添加到我們得List中
    return L #返回這個(gè)List
a = outerFunction(10)
print(a[0])
print(a[1])
print(a[2])
print(a[0]())
print(a[1]())
print(a[2]())

打印如下：

20
40
60
<function outerFunction.<locals>.innerFunction.<locals>.f at 0x00000155B0F80040>
<function outerFunction.<locals>.innerFunction.<locals>.f at 0x00000155B0F803A0>
<function outerFunction.<locals>.innerFunction.<locals>.f at 0x00000155B0F80430>
20
40
60

這里我們可以看到我們?cè)谕獠空{(diào)用的時(shí)候，函數(shù)的返回值和在內(nèi)部調(diào)用的返回值是一樣的。那么我們分析一下這個(gè)函數(shù)的執(zhí)行過程以及函數(shù)內(nèi)的變量的作用域情況。

首先，我們?cè)谖覀冇捎诘膬?nèi)函數(shù)的基礎(chǔ)又添加了一層內(nèi)函數(shù) f() ，并且，在這個(gè)內(nèi)函數(shù)里面，我們使用了外部的內(nèi)函數(shù) innerFunction 的參數(shù)作為了返回值。然后，我們?cè)?for 循環(huán)內(nèi)部把我們的 innerFunction 這個(gè)函數(shù)的返回值添加進(jìn)來我們的 List 里面。

這里我們應(yīng)該已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了。在 for 循環(huán)內(nèi)部，當(dāng)我們把 innerFunction 的返回值 f 添加到我們的 List 中的時(shí)候，由于 innerFunction 相對(duì)于函數(shù) f() 而言，f() 是屬于 innerFunction 的內(nèi)函數(shù)的，因此，當(dāng)我們返回 f() 這個(gè)函數(shù)的時(shí)候，此時(shí)，f() 函數(shù)內(nèi)部使用的值就是它的最終值了，而此時(shí)，我們的 innerFunction 函數(shù)還在 for 循環(huán)內(nèi)部，因此，在循環(huán)內(nèi)部，每次調(diào)用我們的 innerFunction 的返回值時(shí)，我們的傳遞到我們的 f() 函數(shù)中的值就是我們的最終值了。

此時(shí)，即使是我們?cè)谕獠空{(diào)用這個(gè) f() 函數(shù)，它返回的值和內(nèi)部調(diào)用時(shí)也是一樣的。

以上就是Python編程中閉包的變量作用域問題解析的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python閉包中變量作用域的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

您可能感興趣的文章: