Python闭包之返回函数的函数用法示例

当一个嵌套函数引用了它外部函数的变量时，就形成了一个闭包。闭包可以让函数保留状态并在不同调用中记住这些状态。Python语言提供了函数返回函数的方法，可以用于构造函数式编程中的高阶函数和装饰器等。

本文将详细解释Python闭包的概念并给出相关的示例代码。

Python闭包的概念

Python中的闭包是指，在嵌套函数中引用了它外部函数的变量，并返回该内部函数的情况。闭包中的外部函数变量可以是不可变的(如数字、字符串、元组等)，也可以是可变的(如列表、字典等)。

理解Python闭包的关键在于：内部函数可以访问外部函数的局部变量，即使外部函数已经返回结束，内部函数仍然可以访问在外部函数期间定义的变量。

示例1: 计数器

下面是一个示例，说明了嵌套函数和Python闭包之间的关系，它可以用来实现一个简单的计数器。

def counter():
    count = 0
    def inc():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
    return inc

c = counter()
print(c())  # 1
print(c())  # 2
print(c())  # 3

在上面的示例中，建立了一个嵌套函数，inc()可以访问外层函数的变量count，并且每次调用inc()函数时，count变量都会递增，在这里实现了一个计数器。

在计数器示例中，当我们调用外部函数 counter() 时，返回内部函数 inc()，并将其存储在变量 c 中。我们可以通过调用变量 c() 来增加计数器的值。

Python闭包的应用

Python闭包广泛应用于高阶函数和装饰器中。下面是一个简单的示例，演示如何使用装饰器改变函数的行为。

示例2: 装饰器

import time

def timing_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        t1 = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        t2 = time.time()
        print(f"Function name: {func.__name__}, Executed in {t2-t1} seconds")
        return result
    return wrapper

@timing_decorator
def my_func():
    time.sleep(1)
    return 'Done'

my_func()  # Function name: my_func, Executed in 1.0009074211120605 seconds

在上面代码示例中，使用装饰器@将my_func()函数包装在 timing_decorator() 函数中。在wrapper()函数内部，使用起始和结束时间记录函数运行时间。

总结

本文介绍了Python闭包，它可以使我们在函数外部保留状态并记住它们，使用这个特征，可以在可调用对象和装饰器中创建更高级别的函数。本文还提供了两个简单的示例，展示了嵌套函数和装饰器如何使用闭包实现。