第15條 閉包內使用外圍作用域的變量

Python的閉包：是一種定義在某個作用域D中的函數F，這種函數F引用了作用域D裏面的變量。
案例1：將values列表中的數字進行排序，同時位於group中的數字放在不屬於group中元素之前。

def sort_priority(values,group):
    def helper(x):
        if x in group: #引用了上層作用域中的變量
            return (0,x)
        return (1,x)
    values.sort(key=helper)

• Python的函數屬於一級對象，所以可以直接引用函數、把函數賦給變量、把函數當作參數傳給其他函數，在上述例子中，將helper閉包函數傳給了sort方法的key參數。
• Python在對兩個元組進行排序時，首先比較位置0處的元素大小，如果相等，再比較位置1處的元素大小，如果還是相等，則比較位置2處的元素，依次類推。

案例2：在案例1的基礎上，返回values中是否出現了在group中的元素標誌位found。

def sort_priority(values,group):
    found = False
    def helper(x):
        if x in group:
            found = True
            return (0,x)
        return (1,x)
    values.sort(key=helper)
    return found
if __name__ == "__main__":
    values = [1,2,4,9,92,100]
    group = [1,2,100]
    found = sort_priority(values,group)
    print(values)
    print(found)

輸出結果：

[1, 2, 100, 4, 9, 92]
False

可以看出，排序的結果是對的，found的返回值應該是True，但卻是False。

這就需要考慮Python在引用變量和賦值時的規則。

1.引用變量時，Python解釋器遍歷作用域的順序：

• 當前函數的作用域
• 任何外圍作用域（例如，包含當前函數的其他函數）
• 包含當前代碼的模塊的作用域（也叫全局作用域，global scope）
• 內置作用域（也就是包含len和str等函數的作用域）

2.給變量賦值時，規則則有所不同。

如果當前作用域已經定義了這個變量，那麼該變量就會具備新值。若是當前作用於內沒有這個變量，Python則會把這次賦值視爲對該變量的定義，使其稱爲局部變量。

可以看出，案例2中的helper函數中的found = True，被視爲創建了helper函數作用域內的局部變量，而並非外部變量（包含helper函數的sort_priotity）found。

爲了避免這種情況的存在，可以採用nonlocal關鍵字，在helper函數中指定found變量，這樣Python會在上層作用域中查找該變量。

def sort_priority(values,group):
    found = False
    def helper(x):
        if x in group:
            nonlocal found ### 
            found = True
            return (0,x)
        return (1,x)
    values.sort(key=helper)
    return found
if __name__ == "__main__":
    values = [1,2,4,9,92,100]
    group = [1,2,100]
    found = sort_priority(values,group)
    print(values)
    print(found)

nonlocal語句清楚的表明：如果在閉包內給該變量賦值，那麼修改的是閉包外的那個作用域中的變量。這與global語句互爲補充，global用來表示修改模塊作用域中的變量。

主要區別：

• global修改全局變量（模塊作用域中的變量）
• nonlocal修改閉包作用域外的變量

注意點：除了簡單的函數外，儘量不要用nonlocal語句，否則遭到濫用，很難追蹤代碼異常。

如果使用nonlocal的代碼，已經寫的越來越複雜了， 可以考慮將相關的函數封裝成輔助類。

class Sorter(object):
    def __init__(self,group):
        super().__init__()
        self.group = group
        self.found = False
    def __call__(self,x):
        if x in self.group:
            self.found = True
            return (0,x)
        return (1,x)
if __name__ == "__main__":
    values = [1,2,4,9,92,100]
    group = [1,2,100]
    sorter = Sorter(group)
    values.sort(key=sorter)
    print(sorter.found)