【www.bbyears.com--python】
Python中的闭包介绍
闭包（Closure）是词法闭包（Lexical Closure）的简称，是引用了自由变量的函数。这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在，即使已经离开了创造它的环境也不例外。所以，闭包是由函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。
在开始介绍闭包之前先看看Python中的namespace。
Python中的namespace
Python中通过提供 namespace 来实现重名函数/方法、变量等信息的识别，其一共有三种 namespace，分别为：
local namespace: 作用范围为当前函数或者类方法
global namespace: 作用范围为当前模块
build-in namespace: 作用范围为所有模块
当函数/方法、变量等信息发生重名时，Python会按照 "local namespace -> global namespace -> build-in namespace"的顺序搜索用户所需元素，并且以第一个找到此元素的 namespace 为准。
同时，Python中的内建函数locals()和globals()可以用来查看不同namespace中定义的元素。
看一个例子：
python;toolbar:false\">s = "string in global" num = 99 def numFunc(a, b): num = 100 print "print s in numFunc: ", s def addFunc(a, b): s = "string in addFunc" print "print s in addFunc: ", s print "print num in addFunc: ", num print "locals of addFunc: ", locals() print return "%d + %d = %d" %(a, b, a + b) print "locals of numFunc: ", locals() print return addFunc(a, b) numFunc(3, 6) print "globals: ", globals()
上面代码的结果为：
代码中通过locals()和globals()获取了不同namespace中定义的元素，当在"numFunc"函数中访问s变量的时候，由于local namespace中没有定义s，所以会找到global中的s；但是，由于"addFunc"的local namespace中有s，所以可以直接使用。
Python创建闭包
下面通过一个例子一步一步分析一下Python如何实现闭包。
一个闭包的例子
下面看一个闭包的简单的例子，例子中定义了一个可以配置打招呼的函数"greeting_conf"，在这个函数中，内嵌了一个"greeting"的内嵌函数：
python;toolbar:false\">def greeting_conf(prefix):
def greeting(name):
print prefix, name
return greeting
mGreeting = greeting_conf("Good Morning")
mGreeting("Wilber")
mGreeting("Will")
print
aGreeting = greeting_conf("Good Afternoon")
aGreeting("Wilber")
aGreeting("Will")
代码的结果为：
上面的代码有下面几个注意点：
"greeting"函数访问了non-local的变量"prefix"，根据前面namespace的介绍，这点是完全合法的
变量"prefix"并没有随着函数的退出而销毁，反而是生命周期得到了延长
下面看看为什么变量"prefix"生命周期得到了延长？
__closure__属性
在Python中，函数对象有一个__closure__属性，我们可以通过这个属性看看闭包的一些细节。
def greeting_conf(prefix):
def greeting(name):
print prefix, name
return greeting
mGreeting = greeting_conf("Good Morning")
print dir(mGreeting)
print mGreeting.__closure__
print type(mGreeting.__closure__[0])
print mGreeting.__closure__[0].cell_contents
通过__closure__属性看到，它对应了一个tuple，tuple的内部包含了cell类型的对象。
对于这个例子，可以得到cell的值（内容）为"Good Morning"，也就是变量"prefix"的值。
从这里可以看到闭包的原理，当内嵌函数引用了包含它的函数（enclosing function）中的变量后，这些变量会被保存在enclosing function的__closure__属性中，成为enclosing function本身的一部分；也就是说，这些变量的生命周期会和enclosing function一样。
闭包和函数
闭包只是在表现形式上跟函数类似，但实际上不是函数。
def greeting_conf(prefix):
def greeting(name):
print prefix, name
return greeting
mGreeting = greeting_conf("Good Morning")
print "function name is:", mGreeting.__name__
print "id of mGreeting is:", id(mGreeting)
print
aGreeting = greeting_conf("Good Afternoon")
print "function name is:", aGreeting.__name__
print "id of aGreeting is:", id(aGreeting)
从代码的结果中可以看到，闭包在运行时可以有多个实例，不同的引用环境（这里就是prefix变量）和相同的函数（这里就是greeting）组合可以产生不同的实例。
Python中怎么创建闭包
在Python中创建一个闭包可以归结为以下三点：
闭包函数必须有内嵌函数
内嵌函数需要引用该嵌套函数上一级namespace中的变量
闭包函数必须返回内嵌函数
通过这三点，就可以创建一个闭包，是不是想到了上一篇中介绍的Python装饰器。没错，Python装饰器就是使用了闭包。
python实例
看概念总是让人摸不着头脑,看几个python小例子就会了
例1
def make_adder(addend): def adder(augend): return augend + addend return adder p = make_adder(23) q = make_adder(44) print p(100) print q(100)
运行结果:
123
144
分析一下:
我们发现,make_adder是一个函数,包括一个参数addend,比较特殊的地方是这个函数里面又定义了一个新函数,这个新函数里面的一个变量正好是外部make_adder的参数.也就是说,外部传递过来的addend参数已经和adder函数绑定到一起了,形成了一个新函数,我们可以把addend看做新函数的一个配置信息,配置信息不同,函数的功能就不一样了,也就是能得到定制之后的函数.
再看看运行结果,我们发现,虽然p和q都是make_adder生成的,但是因为配置参数不同,后面再执行相同参数的函数后得到了不同的结果.这就是闭包.
例2
def hellocounter (name):
count=[0]
def counter():
count[0]+=1
print 'Hello,',name,',',str(count[0])+' access!'
return counter
hello = hellocounter('ma6174')
hello()
hello()
hello()
执行结果
Hello, ysisl , 1 access!
Hello, ysisl , 2 access!
Hello, ysisl , 3 access!
分析一下
这个程序比较有趣,我们可以把这个程序看做统计一个函数调用次数的函数.count[0]可以看做一个计数器,没执行一次hello函数,count[0]的值就加1。也许你会有疑问:为什么不直接写count而用一个列表?这是python2的一个bug,如果不用列表的话,会报这样一个错误:
UnboundLocalError: local variable 'count' referenced before assignment.
什么意思?就是说conut这个变量你没有定义就直接引用了,我不知道这是个什么东西,程序就崩溃了.于是,再python3里面,引入了一个关键字:nonlocal,这个关键字是干什么的?就是告诉python程序,我的这个count变量是再外部定义的,你去外面找吧.然后python就去外层函数找,然后就找到了count=0这个定义和赋值,程序就能正常执行了.
python3 代码
def hellocounter (name):
count=0
def counter():
nonlocal count
count+=1
print 'Hello,',name,',',str(count[0])+' access!'
return counter
hello = hellocounter('ma6174')
hello()
hello()
hello()
关于这个问题的研究您可以参考http://linluxiang.iteye.com/blog/789946
例3
def makebold(fn): def wrapped(): return "" + fn() + "" return wrapped def makeitalic(fn): def wrapped(): return "" + fn() + "" return wrapped @makebold @makeitalic def hello(): return "hello world" print hello()
执行结果
hello world
简单分析
怎么样?这个程序熟悉吗?这不是传说的的装饰器吗?对,这就是装饰器,其实,装饰器就是一种闭包,我们再回想一下装饰器的概念:对函数(参数,返回值等)进行加工处理,生成一个功能增强版的一个函数。再看看闭包的概念,这个增强版的函数不就是我们配置之后的函数吗?区别在于,装饰器的参数是一个函数或类,专门对类或函数进行加工处理。
python里面的好多高级功能，比如装饰器，生成器，列表推到，闭包，匿名函数等，开发中用一下，可能会达到事半功倍的效果！