零基础学习 Python 之闭包

在昨天的文章中（零基础学习 Python 之嵌套函数），当需要在函数内部多次执行复杂的任务的时候，嵌套是很有用的，可以避免循环和代码的重复冗余，而嵌套函数可以看做一个闭包，所以在开始今天的学习之前，如果你没有看昨天的文章，建议看一下，这样会好理解一些。

闭包

我们都知道在数学中有闭包的概念，但此处我要说的闭包是计算机编程语言中的概念，它被广泛的使用于函数式编程。

关于闭包的概念，官方的定义颇为严格，也很难理解，在《Python语言及其应用》一书中关于闭包的解释我觉得比较好 -- 闭包是一个可以由另一个函数动态生成的函数，并且可以改变和存储函数外创建的变量的值。乍一看，好像还是比较很难懂，下面我用一个简单的例子来解释一下：

>>> a = 1
>>> def fun():
...     print(a)
...
>>> fun()
1
>>> def fun1():
...     b = 1
...
>>> print(b)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'b' is not defined

毋庸置疑，第一段程序是可以运行成功的，a = 1 定义的变量在函数里可以被调用，但是反过来，第二段程序则出现了报错。

在函数 fun() 里可以直接使用外面的 a = 1，但是在函数 fun1() 外面不能使用它里面所定义的 b = 1，如果我们根据作用域的关系来解释，是没有什么异议的，但是如果在某种特殊情况下，我们必须要在函数外面使用函数里面的变量，该怎么办呢？

我们先来看下面的例子：

>>> def fun():
...     a = 1
...     def fun1():
...             return a
...     return fun1
...
>>> f = fun()
>>> print(f())
1

如果你看过昨天的文章，你一定觉得的很眼熟，上述的本质就是我们昨天所讲的嵌套函数。

在函数 fun() 里面，有 a = 1 和 函数 fun1() ,它们两个都在函数 fun() 的环境里面，但是它们两个是互不干扰的，所以 a 相对于 fun1() 来说是自由变量，并且在函数 fun1() 中应用了这个自由变量 -- 这个 fun1() 就是我们所定义的闭包。

闭包实际上就是一个函数，但是这个函数要具有 1.定义在另外一个函数里面(嵌套函数)；2.引用其所在环境的自由变量。

上述例子通过闭包在 fun() 执行完毕时，a = 1依然可以在 f() 中，即 fun1() 函数中存在，并没有被收回，所以 print(f()) 才得到了结果。

当我们在某些时候需要对事务做更高层次的抽象，用闭包会相当舒服。比如我们要写一个二元一次函数，如果不使用闭包的话相信你可以轻而易举的写出来，下面让我们来用闭包的方式完成这个一元二次方程：

>>> def fun(a,b,c):
...     def para(x):
...             return a*x**2 + b*x + c
...     return para
...
>>> f = fun(1,2,3)
>>> print(f(2))
11

上面的函数中，f = fun(1,2,3) 定义了一个一元二次函数的函数对象，x^2 + 2x + 3，如果要计算 x = 2 ，该一元二次函数的值，只需要计算 f(2) 即可，这种写法是不是看起来更简洁一些？

当我们在后面学习了类的知识以后，再回过头来看闭包的应用，其实你会有更深的认识，这个我们在后面再做讨论，先知道有类这么一个概念就好了。

写在之后

当然闭包在实际的应用中还有很多方面，作为零基础入门这个系列我们就到此为止，不做深究，可能在后面我会在别的系列中再进一步的讲一下，如果你现在对这个方面很感兴趣，可以 Google 一下这方面的文章，有很多的。

最后感谢你能看到这里，希望我写的东西能够让你有到收获，但是我还是希望我在文章里插入的代码，你们能自己动手试一下，都很简单。原创不易，每一个字，每一个标点都是自己手敲的，所以希望大家能多给点支持，该关注关注，该点赞点赞，该转发转发，有什么问题欢迎在后台联系我，也可以在公众号找到我的微信加我。