返回函數和閉包

8.返回函數

Python的函數不但可以返回intstrlistdict等數據類型,還可以返回函數!

例如,定義一個函數 f(),我們讓它返回一個函數 g,可以這樣寫:

def f():

    print 'call f()...'

    # 定義函數g:

    def g():

        print 'call g()...'

    # 返回函數g:

    return g

仔細觀察上面的函數定義,我們在函數 f 內部又定義了一個函數 g。由於函數 g 也是一個對象,函數名 g 就是指向函數 g 的變量,所以,最外層函數 f 可以返回變量 g,也就是函數 g 本身。

調用函數 f,我們會得到 f 返回的一個函數:

>>> x= f()   # 調用f()

call f()...

>>>x   # 變量xf()返回的函數:

<function gat 0x1037bf320>

>>>x()   # x指向函數,因此可以調用

callg()...   # 調用x()就是執行g()函數定義的代碼

請注意區分返回函數和返回值:

def myabs():

    return abs  # 返回函數

def myabs2(x):

    return abs(x)   # 返回函數調用的結果,返回值是一個數值

返回函數可以把一些計算延遲執行。例如,如果定義一個普通的求和函數:

defcalc_sum(lst):

    return sum(lst)

調用calc_sum()函數時,將立刻計算並得到結果:

>>>calc_sum([1, 2, 3, 4])

10

但是,如果返回一個函數,就可以延遲計算

defcalc_sum(lst):

    def lazy_sum():

        return sum(lst)

    return lazy_sum

# 調用calc_sum()並沒有計算出結果,而是返回函數:

>>> f= calc_sum([1, 2, 3, 4])

>>> f

<functionlazy_sum at 0x1037bfaa0>

# 對返回的函數進行調用時,才計算出結果:

>>>f()

10

由於可以返回函數,我們在後續代碼裏就可以決定到底要不要調用該函數。

任務

請編寫一個函數calc_prod(lst),它接收一個list,返回一個函數,返回函數可以計算參數的乘積。

9.閉包

在函數內部定義的函數和外部定義的函數是一樣的,只是他們無法被外部訪問:

def g():

    print 'g()...'

 

def f():

    print 'f()...'

    return g

 g 的定義移入函數 f 內部,防止其他代碼調用g

def f():

    print 'f()...'

    def g():

        print 'g()...'

    return g

但是,考察上一小節定義的 calc_sum 函數:

defcalc_sum(lst):

    def lazy_sum():

        return sum(lst)

    return lazy_sum

注意發現沒法把 lazy_sum 移到 calc_sum 的外部,因爲它引用了 calc_sum 的參數 lst

像這種內層函數引用了外層函數的變量(參數也算變量),然後返回內層函數的情況,稱爲閉包(Closure

閉包的特點是返回的函數還引用了外層函數的局部變量,所以,要正確使用閉包,就要確保引用的局部變量在函數返回後不能變。舉例如下:

# 希望一次返回3個函數,分別計算1x1,2x2,3x3:

def count():

    fs = []

    for i in range(1, 4):

        def f():

             return i*i

        fs.append(f)

    return fs

 

f1, f2, f3 =count()

你可能認爲調用f1()f2()f3()結果應該是149,但實際結果全部都是 9(請自己動手驗證)。

原因就是當count()函數返回了3個函數時,這3個函數所引用的變量的值已經變成了3。由於f1f2f3並沒有被調用,所以,此時他們並未計算 i*i,當 f1 被調用時:

>>>f1()

9     # 因爲f1現在才計算i*i,但現在i的值已經變爲3

因此,返回函數不要引用任何循環變量,或者後續會發生變化的變量。

任務

返回閉包不能引用循環變量,請改寫count()函數,讓它正確返回能計算1x12x23x3的函數。

?不會了怎麼辦

考察下面的函數 f:

def f(j):

    def g():

        return j*j

    return g

它可以正確地返回一個閉包gg所引用的變量j不是循環變量,因此將正常執行。

co1unt函數的循環內部,如果藉助f函數,就可以避免引用循環變量i


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