如何使用闭包进行一次降维打击？

一个函数内部又定义一个函数，内层函数能够读写外层函数中的变量，外层函数把这个内层函数作为值返回出来。这个内层函数就叫做闭包（Closure）。

闭包本质上就是一个函数。

我们来看一个简单例子：

def outer():
    a = 1
    def inner():
        print(f'外层函数中的变量 a 的值为：{a}')
    return inner

我们用上面这段代码来解释一下闭包的定义：

一个函数(outer)内部又定义一个函数(inner)，内层函数inner能够读写外层函数outer中的变量a。外层函数outer把内层函数inner作为值返回。

我们来运行一下这段代码：

可以看到，直接运行outer()以后，返回的是一个函数对象，我们需要再次运行这个函数对象，才能运行最里面的函数的代码。

由于 Python 有作用域的规定，所以在闭包里面是默认只能读取，但不能修改外层函数的变量。我们来测试一下：

当你在闭包里面只有读，没有写的时候，闭包可以正确读取外层的变量值。但是当你尝试给外层变量赋值的时候，如果你在赋值语句上方尝试读取这个变量，就会报错。就像是没有定义变量一样。

并且，即使在赋值语句上方没有读取变量值的操作，你的赋值语句也不能修改外层函数的变量。在闭包中是另外创建一个同名的变量而已，对它的修改不能影响外层变量。

为了在闭包中修改外层变量，我们需要使用一个关键词：nonlocal，它可以获取上一层的作用域。

我们来看一下：

基于这个特性，我们用闭包来实现一个计算斐波那契数列的程序：

def calc_fib():
    a = 0
    b = 1
    def calc():
        nonlocal a, b
        a, b = b, a + b
        return a
    return calc

你肯定很奇怪，怎么没有指定返回斐波那契数列第几项啊？

实际上，你自己想要几项就有几项。我们在外面写个 for 循环，依次获得1-40项：

大家注意，每一次我获取值的时候，都是直接运行fib()，不需要传入具体的值。也就是说，这个函数fib它自己知道自己当前运行到第几个值了。

这种计算斐波拉契数列的方式，速度也非常快，我们来看看计算1-40项，一共需要多长时间：

总共需要的时间是秒，也就是0.000077秒。大家对比我们之前的一篇文章：一日一技：立竿见影地把你的 Python 代码提速7倍我们已经知道，使用原始递归算法计算第40项，需要36秒。即使使用 C 语言加速，也需要5秒钟。

而使用闭包，只需要0.000077秒，速度足足提高了10万倍不止。可以称得上是降维打击了。