Python函数如何用闭包捕获外部变量 Python函数闭包变量捕获的基础操作指南​

python闭包允许内部函数访问并记住外部函数作用域中的变量，即使外部函数已执行完毕；其核心在于函数能“记住”被创建时的环境，通过引用捕获外部变量，但循环中易出现所有闭包共享同一变量的陷阱，可通过默认参数捕获值来避免；闭包广泛应用于装饰器、回调函数、函数工厂和数据封装等场景，提供轻量级的状态保持和私有变量实现方式，既可独立使用，也能与面向对象编程结合，根据需求选择更合适的方案。

Python函数闭包允许内部函数访问并记住其外部函数作用域中的变量，即使外部函数已经执行完毕。这是一种强大的技术，可用于创建状态保持的函数，例如装饰器和回调。

闭包的核心在于一个函数“记住”了它被创建时的环境。

闭包变量捕获的基础操作指南

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副标题1：什么是Python闭包？

闭包是一种特殊的函数，它“封闭”并“记住”了其创建时所在作用域中的变量。更具体地说，当一个函数在其内部定义了另一个函数，并且内部函数使用了外部函数的变量时，就形成了闭包。即使外部函数执行完毕，内部函数仍然可以访问和修改这些变量。

举个例子：

def outer_function(x):
    def inner_function(y):
        return x + y
    return inner_function

closure = outer_function(10)
print(closure(5))  # 输出 15

在这个例子中，

inner_function

outer_function

x

outer_function

closure

inner_function

x

副标题2：闭包如何捕获外部变量？

闭包捕获外部变量的方式涉及到Python的作用域规则和变量绑定。当内部函数引用外部函数的变量时，Python会在外部函数的作用域中查找该变量。如果找到，内部函数会创建一个指向该变量的引用，而不是复制它的值。这意味着，如果外部函数的变量在稍后被修改，闭包也会看到这些修改。

需要注意的是，Python的闭包默认捕获的是变量的引用，而不是变量的值。这可能会导致一些意想不到的行为，尤其是在循环中使用闭包时。

看这个例子：

def create_functions():
    functions = []
    for i in range(5):
        def f():
            return i
        functions.append(f)
    return functions

functions = create_functions()
for f in functions:
    print(f())  # 全部输出 4

你可能会期望输出 0, 1, 2, 3, 4。但实际上，全部输出了 4。这是因为所有的闭包都引用了同一个变量

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副标题3：如何避免闭包陷阱？

要避免上述闭包陷阱，可以使用默认参数来强制闭包捕获变量的值，而不是引用。

修改上面的例子：

def create_functions():
    functions = []
    for i in range(5):
        def f(i=i):  # 使用默认参数
            return i
        functions.append(f)
    return functions

functions = create_functions()
for f in functions:
    print(f())  # 输出 0, 1, 2, 3, 4

通过将

i

f

i

i

i

副标题4：闭包的应用场景

闭包在很多场景下都非常有用。

• 装饰器： 装饰器是使用闭包的典型例子。装饰器可以用来修改函数的行为，而无需修改函数的源代码。

  def my_decorator(func):
      def wrapper():
          print("Before calling the function.")
          func()
          print("After calling the function.")
      return wrapper
  
  @my_decorator
  def say_hello():
      print("Hello!")
  
  say_hello()

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• 回调函数： 闭包可以用来创建带有状态的回调函数。

• 函数工厂： 闭包可以用来创建函数工厂，即返回其他函数的函数。

• 数据封装： 闭包可以用来实现数据封装，隐藏内部状态。

副标题5：闭包与面向对象编程

闭包提供了一种实现类似面向对象编程中“私有变量”的方式。通过将变量定义在外部函数的作用域中，并只允许内部函数访问它们，可以防止外部代码直接修改这些变量。

虽然闭包不能完全替代面向对象编程，但它们提供了一种更轻量级的实现数据封装和状态保持的方式。选择使用闭包还是面向对象编程，取决于具体的应用场景和需求。有时候，将两者结合起来使用也是一种不错的选择。

以上就是Python函数如何用闭包捕获外部变量 Python函数闭包变量捕获的基础操作指南​的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！