對Python閉包與延遲綁定的方法詳解

Python閉包可能會在面試或者是工作中經(jīng)常碰到，而提到Python的延遲綁定，肯定就離不開閉包的理解，今天總結(jié)下 關(guān)于閉包的概念以及一個延遲綁定的面試題。

Python閉包

1、什么是閉包，閉包必須滿足以下3個條件：

必須是一個嵌套的函數(shù)。

閉包必須返回嵌套函數(shù)。

嵌套函數(shù)必須引用一個外部的非全局的局部自由變量。

舉個栗子

# 嵌套函數(shù)但不是閉包
def nested():
  def nst():
    print('i am nested func %s' % nested.__name__)
  nst()

# 閉包函數(shù)
def closure():
  var = 'hello world' # 非全局局部變量

  def cloe():
    print(var) # 引用var

  return cloe # 返回內(nèi)部函數(shù)


cl = closure()
cl()

2、閉包優(yōu)點

避免使用全局變量

可以提供部分數(shù)據(jù)的隱藏

可以提供更優(yōu)雅的面向?qū)ο髮崿F(xiàn)

優(yōu)點1,2 就不說了，很容易理解，關(guān)于第三個，例如當在一個類中實現(xiàn)的方法很少時，或者僅有一個方法時，就可以選擇使用閉包。

舉個栗子

# 用類實現(xiàn)一個加法的類是這樣
class _Add(object):
  def __init__(self, a, b):
    self.a = a
    self.b = b

  def add(self):
    return self.a + self.b

# 用閉包實現(xiàn)
def _Add(a):
  def add(b):
    return a + b

  return add 

ad = _Add(1) # 是不是很像類的實例化
print(ad(1)) # out:2
print(ad(2)) # out:3
print(ad(3)) # out:4

閉包的概念差不多就是這樣了。

Python 延遲綁定

結(jié)合一個題目來說明：

def multipliers():
  return [lambda x : i*x for i in range(4)]

print [m(2) for m in multipliers()] 

output:
# [6, 6, 6, 6]

其實這個題目，可能目的是想輸出：[0, 2, 4, 6]，如何改進才能輸出這個結(jié)果呢？

def multipliers():
  # 添加了一個默認參數(shù)i=i
  return [lambda x, i=i: i*x for i in range(4)]

print [m(2) for m in multipliers()] 

output:
# [0, 2, 4, 6]

multipliers就是一個閉包函數(shù)了

def multipliers():
  return [lambda x : i*x for i in range(4)]
 # multipliers內(nèi)嵌套一個匿名函數(shù)
 # 該匿名函數(shù)引用外部非全局變量 i
 # 返回該嵌套函數(shù)
print [m(2) for m in multipliers()]

下面來解釋為什么輸出結(jié)果是[6,6,6,6]。

運行代碼，代碼從第6行開始運行，解釋器碰到了一個列表解析，循環(huán)取multipliers()函數(shù)中的值，而multipliers()函數(shù)返回的是一個列表對象，這個列表中有4個元素，每個元素都是一個匿名函數(shù)（實際上說是4個匿名函數(shù)也不完全準確，其實是4個匿名函數(shù)計算后的值，因為后面for i 的循環(huán)不光循環(huán)了4次，同時提還提供了i的變量引用，等待4次循環(huán)結(jié)束后，i指向一個值i=3,這個時候，匿名函數(shù)才開始引用i=3，計算結(jié)果。所以就會出現(xiàn)[6,6,6,6]，因為匿名函數(shù)中的i并不是立即引用后面循環(huán)中的i值的，而是在運行嵌套函數(shù)的時候，才會查找i的值，這個特性也就是延遲綁定）

# 為了便于理解，你可以想象下multipliers內(nèi)部是這樣的(這個是偽代碼，并不是準確的)：

def multipliers():
  return [lambda x: 3 * x, lambda x: 3 * x, lambda x: 3 * x, lambda x: 3 * x]

因為Python解釋器，遇到lambda（類似于def）,只是定義了一個匿名函數(shù)對象，并保存在內(nèi)存中，只有等到調(diào)用這個匿名函數(shù)的時候，才會運行內(nèi)部的表達式，而for i in range(4) 是另外一個表達式，需等待這個表達式運行結(jié)束后，才會開始運行l(wèi)ambda 函數(shù)，此時的i 指向3，x指向2

那我們來看下，添加了一個i=i，到底發(fā)生了什么？

def multipliers():
  # 添加了一個默認參數(shù)i=i
  return [lambda x, i=i: i*x for i in range(4)]

添加了一個i=i后，就給匿名函數(shù)，添加了一個默認參數(shù)，而python函數(shù)中的默認參數(shù)，是在python 解釋器遇到def(i=i)或lambda 關(guān)鍵字時，就必須初始化默認參數(shù)，此時for i in range(4)，每循環(huán)一次，匿名函數(shù)的默認參數(shù)i，就需要找一次i的引用，i=0時，第一個匿名函數(shù)的默認參數(shù)值就是0，i=1時，第二個匿名函數(shù)的默認參數(shù)值就是1，以此類推。

# 為了便于理解，你可以想象下multipliers內(nèi)部是這樣的(這個是偽代碼只是為了理解)：

def multipliers():
  return [lambda x,i=0: i*x, lambda x,i=1: i*x, lambda x,i=2: i*x, lambda x,i=3:i*x i=3]
# x的引用是2 所以output的結(jié)果就是：[0,2,4,6]

當然你的i=i，也可以改成a=i。

def multipliers():
  return [lambda x，a=i: a * x for i in range(4)]

Python的延遲綁定其實就是只有當運行嵌套函數(shù)的時候，才會引用外部變量i，不運行的時候，并不是會去找i的值，這個就是第一個函數(shù)，為什么輸出的結(jié)果是[6,6,6,6]的原因。

以上就是自己對于Python閉包和延遲綁定的理解。

這篇對Python閉包與延遲綁定的方法詳解就是小編分享給大家的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持億速云。