說說 Python 中的閉包
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Python中的閉包不是一個一說就能明白的概念，但是隨著你往學習的深入，無論如何你都需要去了解這麼一個東西。
閉包的概念
我們嘗試從概念上去理解一下閉包。
在一些語言中，在函數中可以（嵌套）定義另一個函數時，如果內部的函數引用了外部的函數的變數，則可能產生閉包。閉包可以用來在一個函數與一組「私有」變數之間創建關聯關係。在給定函數被多次調用的過程中，這些私有變數能夠保持其持久性。
—— 維基百科)
用比較容易懂的人話說，就是當某個
函數
被當成對象返回時，夾帶了外部變數
，就形成了一個閉包。看例子。
def make_printer
(
msg
)
:
def printer
()
:
msg
# 夾帶私貨（外部變數）
return
printer
# 返回的是函數，帶私貨的函數
printer
=
make_printer
(
"Foo!"
)
printer
()
支持將函數當成對象使用的編程語言，一般都支持閉包。比如Python, JavaScript。
如何理解閉包
閉包存在有什麼意義呢？為什麼需要閉包？
我個人認為，閉包存在的意義就是它夾帶了外部變數（私貨），如果它不夾帶私貨，它和普通的函數就沒有任何區別。
同一個的函數
夾帶了不同的私貨
，就實現了不同的功能。其實你也可以這麼理解，閉包和面向介面編程的概念很像，可以把閉包理解成輕量級的介面封裝。
介面定義了一套對方法簽名的約束規則。
def
tag
(
tag_name
)
:
def
add_tag
(
content
)
:
return
"<{0}>{1}</{0}>"
.
format
(
tag_name
,
content
)
return
add_tag
content
=
"Hello"
add_tag
=
tag
(
"a"
)
add_tag
(
content
)
# <a>Hello</a>
add_tag
=
tag
(
"b"
)
add_tag
(
content
)
# <b>Hello</b>
在這個例子里，我們想要一個給content加tag的功能，但是具體的tag_name是什麼樣子的要根據實際需求來定，對外部調用的介面已經確定，就是add_tag(content)。如果按照面向介面方式實現，我們會先把add_tag寫成介面，指定其參數和返回類型，然後分別去實現a和b的add_tag。
但是在閉包的概念中，add_tag就是一個函數，它需要tag_name和content兩個參數，只不過tag_name這個參數是打包帶走的。所以一開始時就可以告訴我怎麼打包，然後帶走就行。
上面的例子不太生動，其實在我們生活和工作中，閉包的概念也很常見。比如說手機撥號，你只關心電話打給誰，而不會去糾結每個品牌的手機是怎麼實現的，用到了哪些模塊。再比如去餐館吃飯，你只要付錢就可以享受到服務，你並不知道那桌飯菜用了多少地溝油。這些都可以看成閉包，返回來的是一些功能或者服務（打電話，用餐），但是這些功能使用了外部變數（天線，地溝油等等）。
你也可以把一個類實例看成閉包，當你在構造這個類時，使用了不同的參數，這些參數就是閉包里的包，這個類對外提供的方法就是閉包的功能。但是類遠遠大於閉包，因為閉包只是一個可以執行的函數，但是類實例則有可能提供很多方法。
何時使用閉包
其實閉包在Python中很常見，只不過你沒特別注意這就是一個閉包。比如Python中的裝飾器Decorator，假如你需要寫一個帶參數的裝飾器，那麼一般都會生成閉包。
為什麼？因為Python的裝飾器是一個固定的函數介面形式。它要求你的裝飾器函數（或裝飾器類）必須接受一個函數並返回一個函數：
# how to define
def wrapper
(
func1
)
:
# 接受一個callable對象
return
func2
# 返回一個對象，一般為函數
# how to use
def target_func
(
args
)
:
# 目標函數
pass
# 調用方式一，直接包裹
result
=
wrapper
(
target_func
)(
args
)
# 調用方式二，使用@語法，等同於方式一
@
wrapper
def target_func
(
args
)
:
pass
result
=
target_func
()
那麼如果你的裝飾器如果帶參數呢？那麼你就需要在原來的裝飾器上再包一層，用於接收這些參數。這些參數（私貨）傳遞到內層的裝飾器里後，閉包就形成了。所以說當你的裝飾器需要自定義參數時，一般都會形成閉包。（類裝飾器例外）
def
html_tags
(
tag_name
)
:
def
wrapper_
(
func
)
:
def
wrapper
(
*
args
,
**
kwargs
)
:
content
=
func
(
*
args
,
**
kwargs
)
return
"<{tag}>{content}</{tag}>"
.
format
(
tag
=
tag_name
,
content
=
content
)
return
wrapper
return
wrapper
_
@
html_tags
(
"b"
)
def
hello
(
name
=
"Toby"
)
:
return
"Hello {}!"
.
format
(
name
)
# 不用@的寫法如下
# hello = html_tag("b")(hello)
# html_tag("b") 是一個閉包，它接受一個函數，並返回一個函數
hello
()
# <b>Hello Toby!</b>
hello
(
"world"
)
# <b>Hello world!</b>
關於裝飾器的更深入剖析，可以看我寫的另外一篇博客。
再深入一點
其實也不必太深入，理解這上面的概念，很多看起來頭疼的代碼也不過如此。
下面讓我們來了解一下閉包的包到底長什麼樣子。其實閉包函數相對與普通函數會多出一個__closure__的屬性，裡面定義了一個元組用於存放所有的cell對象，每個cell對象一一保存了這個閉包中所有的外部變數。
>>>
def
make_printer
(
msg1
,
msg2
)
:
def
printer
()
:
msg1
,
msg2
return
printer
>>>
printer
=
make_printer
(
"Foo"
,
"Bar"
)
# 形成閉包
>>>
printer
.
__closure__
# 返回cell元組
(
<
cell
at
0x03A10930
:
str
object
at
0x039DA218
>
,
<
cell
at
0x03A10910
:
str
object
at
0x039DA488
>
)
>>>
printer
.
__closure__
[
0
].
cell_contents
# 第一個外部變數
"Foo"
>>>
printer
.
__closure__
[
1
].
cell_contents
# 第二個外部變數
"Bar"
原理就是這麼簡單。
參考鏈接
https://www.the5fire.com/clos…
http://stackoverflow.com/ques…
來
自：cicaday
https://segmentfault.com/a/1190000007321972
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