from: https://serholiu.com/python-closures
閉包這個概念在 JavaScript 中討論和使用得比較多，不過在 Python 中卻不是那麼顯而易見，之所以說“不是那麼”，是因爲即使用到了，也沒用注意到而已，比如定義一個 Decorator 時，就已經用到閉包了。網上對閉包的各種解釋，感覺非常晦澀，在這裏談談我的淺顯認識：要形成閉包，首先得有一個嵌套的函數，即函數中定義了另一個函數，閉包則是一個集合，它包括了外部函數的局部變量，這些局部變量在外部函數返回後也繼續存在，並能被內部函數引用。
舉個例子
這是個經常使用到的例子，定義一個函數 generate_power_func，它返回另一個函數，現在閉包形成的條件已經達到。
1 2 3 4 5 6 | def generate_power_func(n): print "id(n): %X" % id(n) def nth_power(x): return x**n print "id(nth_power): %X" % id(nth_power) return nth_power |
對於內部函數 nth_power，它能引用到外部函數的局部變量 n，而且即使 generate_power_func 已經返回。把這種現象就稱爲閉包。具體使用一下。
1 2 3 4 5 | >>> raised_to_4 = generate_power_func(4)id(n): 246F770id(nth_power): 2C090C8>>> repr(raised_to_4)'<function nth_power at 0x2c090c8>' |
從結果可以看出，當 generate_power_func(4) 執行後, 創建和返回了 nth_power 這個函數對象，內存地址是 0x2C090C8,並且發現 raised_to_4 和它的內存地址相同，即 raised_to_4只是這個函數對象的一個引用。先在全局命名空間中刪除 generate_power_func，再試試會出現什麼結果。
1 2 3 | >>> del generate_power_func>>> raised_to_4(2)16 |
啊哈，居然沒出現錯誤， nth_power 是怎麼知道 n 的值是 4，而且現在 generate_power_func 甚至都不在這個命名空間了。對，這就是閉包的作用，外部函數的局部變量可以被內部函數引用，即使外部函數已經返回了。
__closure__ 屬性和 cell 對象
現在知道閉包是怎麼一回事了，那就到看看閉包到底是怎麼回事的時候了。Python 中函數也是對象，所以函數也有很多屬性，和閉包相關的就是 __closure__ 屬性。__closure__ 屬性定義的是一個包含 cell 對象的元組，其中元組中的每一個 cell 對象用來保存作用域中變量的值。
1 2 3 4 5 6 | >>> raised_to_4.__closure__(<cell at 0x2bf4ec0: int object at 0x246f770>,)>>> type(raised_to_4.__closure__[0])<type 'cell'>>>> raised_to_4.__closure__[0].cell_contents4 |
就如剛纔所說，在 raised_to_4 的 __closure__ 屬性中有外部函數變量 n 的引用，通過內存地址可以發現，引用的都是同一個 n。如果沒用形成閉包，則 __closure__ 屬性爲 None。對於 Python 具體是如何實現閉包的，可以查看 Python閉包詳解，它通過分析 Python 字節碼來講述閉包的實現。
最後總結
閉包特性有着非常多的作用，不過都是需要時纔會不經意的用上，不要像使用設計模式一樣去硬套這些法則。這篇文章按照自己的理解翻譯至 Python Closures Explained，可能和原文有些不同之處，如有疑惑，請查看原文。附上一些參考資料。
閉包的概念、形式與應用: 可以從其中瞭解閉包的應用
Python閉包詳解：從字節碼出發瞭解 Python 閉包的實現機制
理解Javascript的閉包: 從 Javascript 的閉包中瞭解一些閉包特性，可以和 Python 作下對比