Python 函数进阶之闭包函数

什么是闭包函数？

• 一个能够访问自由变量（Free variable）的函数，通常是定义在某个函数内部的另一个函数
• 现代编程语言的基本概念之一——函数式编程（Functional Programming）中的重要概念

闭包函数的实现方式

Python 中的函数式编程，可以通过以下两种方式来实现闭包函数：

1. 内部函数中，用 nonlocal 声明变量，以便在内存中长期保存。这种方式的内部函数不会立即返回值，而是以函数的方式返回另一个函数（称为闭包函数）：

def outer_function(msg):
    def inner_function():
        print(msg)
    return inner_function

hi_func = outer_function("Hello!")
hello_func = outer_function("Hi there!")
hi_func()      # 输出：Hello!
hello_func()   # 输出：Hi there!

1. 内部函数将函数名作为返回值，以便外部程序能够像其他对象一样使用它。这种方式的内部函数会立即返回值（即另一个函数的引用），而不是一个闭包函数：

def outer_function(msg):
    def inner_function():
        print(msg)
    return inner_function()

hi_func = outer_function("Hello!")
hello_func = outer_function("Hi there!")
# hi_func()            # TypeError: 'NoneType' object is not callable
print(hi_func)        # 输出：<function outer_function.<locals>.inner_function at 0x10decb940>
hello_func()         # 输出：Hi there!

闭包函数的使用场景

闭包函数是一个十分实用的函数，它可以用于许多实际开发场景，如：

1. 用作内部函数，避免全局变量污染：

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

counter_1 = counter()
counter_1()    # 输出：1
counter_1()    # 输出：2
counter_1()    # 输出：3

counter_2 = counter()
counter_2()    # 输出：1
counter_2()    # 输出：2

1. 避免对传入参数的更改，更容易维护函数：

def generate_function(factor):
    def inner_function(value):
        print(value * factor)
    return inner_function

print_10_times = generate_function(10)
print_100_times = generate_function(100)

print_10_times(5)    # 输出：50
print_100_times(5)   # 输出：500

总结

• 闭包函数是必会的 Python 函数进阶知识点之一
• 理解闭包函数的定位和用途，有助于提升代码阅读和编写的效率和正确性

参考资料：

• Python 函数式编程（Functional Programming）详解
• Python 高阶函数：闭包函数（Closure）