【python學習筆記】函數式編程:返回函數

【根據廖雪峯python教程整理】


函數作爲返回值

 

高階函數除了可以接受函數作爲參數外,還可以把函數作爲結果值返回。

 

我們來實現一個可變參數的求和。通常情況下,求和的函數是這樣定義的:

def calc_sum(*args):

    ax = 0

    for n in args:

        ax = ax + n

    return ax

但是,如果不需要立刻求和,而是在後面的代碼中,根據需要再計算怎麼辦?可以不返回求和的結果,而是返回求和的函數!

 

def lazy_sum(*args):

    def sum():

        ax = 0

        for n in args:

            ax = ax + n

        return ax

return sum

 

當我們調用lazy_sum()時,返回的並不是求和結果,而是求和函數:

>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)

>>> f

<function sum at 0x10452f668>

 

調用函數f時,才真正計算求和的結果:

>>> f()

25

 

在這個例子中,我們在函數lazy_sum中又定義了函數sum,並且,內部函數sum可以引用外部函數lazy_sum的參數和局部變量,當lazy_sum返回函數sum時,相關參數和變量都保存在返回的函數中,這種稱爲“閉包(Closure)”的程序結構擁有極大的威力。

 

請再注意一點,當我們調用lazy_sum()時,每次調用都會返回一個新的函數,即使傳入相同的參數:

 

>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)

>>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)

>>> f1==f2

False

f1()f2()的調用結果互不影響。

 

閉包

注意到返回的函數在其定義內部引用了局部變量args,所以,當一個函數返回了一個函數後,其內部的局部變量還被新函數引用,所以,閉包用起來簡單,實現起來可不容易。

 

另一個需要注意的問題是,返回的函數並沒有立刻執行,而是直到調用了f()才執行。我們來看一個例子:

def count():

    fs = []

    for i in range(1, 4):

        def f():

             return i*i

        fs.append(f)

    return fs

f1, f2, f3 = count()

在上面的例子中,每次循環,都創建了一個新的函數,然後,把創建的3個函數都返回了。

 

你可能認爲調用f1()f2()f3()結果應該是149,但實際結果是:

>>> f1()

9

>>> f2()

9

>>> f3()

9

全部都是9!原因就在於返回的函數引用了變量i,但它並非立刻執行。等到3個函數都返回時,它們所引用的變量i已經變成了3,因此最終結果爲9

 

返回閉包時牢記的一點就是:返回函數不要引用任何循環變量,或者後續會發生變化的變量。

 

如果一定要引用循環變量怎麼辦?方法是再創建一個函數,用該函數的參數綁定循環變量當前的值,無論該循環變量後續如何更改,已綁定到函數參數的值不變:

>>> def count():

...     fs = []

...     for i in range(1, 4):

...         def f(j):

...             def g():

...                 return j*j

...             return g

...         fs.append(f(i))

...     return fs

...

>>> f1, f2, f3 = count()

>>> f1()

1

>>> f2()

4

>>> f3()

9

缺點是代碼較長,可利用lambda函數縮短代碼。


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