閉包也就是裝飾器的實現,其作用在於:
1、不改變原函數內代碼段;
2、不改變原函數名稱;
3、爲原函數增加新的功能,改變輸出結果等等。
本文涉及到以下3個知識點:
1、作用域LEGB法則(知道的可以跳過)
2、閉包
3、裝飾器
1、作用域LEGB法則
搜索變量名的作用域優先級:L局部 > E嵌套 > G全局 > B內置
L局部(local):
def
構建函數段中,定義的變量
E嵌套(enclosing):當前域該變量名無賦值操作,引用父級;反之引用當前
G全局(global):不在任何函數段內,寫在所有函數外邊,最外層的變量
B內置(built-in):系統__builtin__
模塊中的變量
L和G不用說了,局部和全局,就是函數裏和函數外。
B內置,也不提了,一般碰不到。
主要說說E
def fa():
a = 0
def fb():
print(a)
fb()
fa()
fa()
嵌套fb()
,子函數中沒有對變量a
進行賦值操作,也是a=xxx
之類的。所以在fb()
的L中沒有的時候,可以向上層也就是父級尋找,使用E作用域的中的變量。
假設這裏改了一句
def fa():
a = 0
def fb():
print(a)
a = 1 # 這裏加一句對a的賦值
fb()
fa()
# 輸出結果
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 5, in fb
print(a)
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
[Finished in 0.2s with exit code 1]
你會發現在print(a)
的時候,就出現了a
未定義的錯誤。原因在於fb()
的L局部作用域中,有對a進行了賦值這樣的操作,a
不能使用父級的定義。而在打印輸出時,局部函數中a尚未定義,導致程序報錯。
那麼局部就不可以修改父級了麼?其實是可以的。
原理和global
聲明變量,局部變全局是一個道理。
def fa():
a = 0
def fb():
nonlocal a
print(a)
a = 1
fb()
fa()
使用nonlocal
聲明後,a
的作用域就擴展到了父級,就又可以使用E嵌套作用域了。
2、閉包說明
首先以一段閉包實現的代碼爲例:
def fa():
a = 0
def fb():
nonlocal a
print(a)
a = 1
return fb
f = fa()
f()
f()
# 輸出結果
0
1
將閉包函數,之前的嵌套函數對比
發現代碼基本一致,只有最後的fb()
變成了return fb
def fa(): # def fa():
a = 0 # a = 0
def fb(): # def fb():
nonlocal a # nonlocal a
print(a) # print(a)
a = 1 # a = 1
return fb # fb()
這就導致程序沒有執行內部函數fb
,而是將內部函數打包作爲輸出。(閉包執行流程可以看當前頁最下方的測試記錄)
所以通過f = fa()
返回的函數對象f
,其實執行的是,打包好的內部函數fb()
的內容,就是下面這段
def fb():
nonlocal a
print(a)
a = 1
但它的特別之處在於:
f
創建時所攜帶的父層變量a
會一直存在於內存中,不會因爲函數執行完成而消失(除非你主動del f
刪掉)
f = fa()
f()
f()
# 輸出結果
0
1
其結果分別爲0和1的原因在於:
第1次f()
,讀取了f
初始化時的a
值進行輸出爲0
,然後通過a=1
,a
才變成1
第2次f()
,因爲a
已經變成1
,所以a
值輸出爲1
,然後通過a=1
,a
依舊是1
其創建特徵在於:函數嵌套,返回函數對象,返回那個函數引用了父層變量。
其使用特徵在於:保存局部信息不被銷燬。
3、裝飾器說明
說完了閉包,來說裝飾器。
首先寫一個閉包程序,
函數funca
將輸入參數+1,作爲結果輸出。
閉包實現的是任意輸入函數,將其輸出結果求平方。
所以將funca
打包成new_funca
後,輸出結果變成了
def build_bibao(f):
def bibao(*args):
result = f(*args)
return result**2
return bibao
def funca(num):
return num+1
new_funca = build_bibao(funca)
print(new_funca(1))
# 輸出結果
4
那麼將上面代碼用@
簡寫,其實就是裝飾器的實現。
def build_bibao(f):
def bibao(*args):
result = f(*args)
return result**2
return bibao
@build_bibao
def funca(num):
return num+1
print(funca(1))
# 輸出結果
4
裝飾器實際上對輸入函數funca
做了包裝,然後給你返回了包裝好的,附加了新功能(結果求平方)的funca
============================================================
下面是自己研究閉包時候,做的一些測試(只做記錄,可以忽略)
代碼如下:
def funx(x):
return x*x
def build_bibao(func):
def bibao(j):
return func(j)
return bibao
new_funx = build_bibao(funx)
new_funx(5)
添加打印輸出,確認其執行過程:
def funx(x):
return x*x
def build_bibao(func):
print(0,type(func),func)
def bibao(j):
print(3,type(j),j)
print(4,type(func.__name__),func.__name__)
print(5,type(func(j)),func(j))
return func(j)
print(1,type(bibao),bibao)
return bibao
new_funx = build_bibao(funx)
print(2,type(new_funx),new_funx)
new_funx(5)
可以依照打印序號,確認執行順序和結果
0 <class 'function'> <function funx at 0x000002AA4EA72EA0>
1 <class 'function'> <function build_bibao.<locals>.bibao at 0x000002AA4EDD8730>
2 <class 'function'> <function build_bibao.<locals>.bibao at 0x000002AA4EDD8730>
3 <class 'int'> 5
4 <class 'str'> funx
5 <class 'int'> 25
[Finished in 0.2s]