Python基础教程：嵌套函数、闭包

嵌套函数

在函数中定义另一个函数称为嵌套函数。
嵌套函数可以访问包围范围内的变量。

def print_msg(msg):

    def printer():
        print(msg)

    printer()

print_msg("Hello")  

执行结果：

Hello

嵌套函数的调用

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def func1():
    print('func1')
 
    def func2():
        print('func2')
 
func1()

执行结果：

func1

为什么函数func2没有被执行？

任意一个函数定义完成之后，如果没有人通过名字调用它，就永远不会执行，如果需要执行可以按照如下方式进行调用：

def func1():
    print('func1')
 
    def func2():
        print('func2')
     
    func2()
 
func1()

执行结果：

func1
func2

nonlocal 关键字

内层函数改变外层函数变量用nonlocal， nonlocal不能定义新的外层函数变量，只能改变已有的外层函数变量，同时nonlocal不能改变全局变量。
不加nolocal关键字

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def outer():
    a = 1

    def inner():
        a += 1
        print("Inner", a)

    inner()
    print("Outer", a)

outer()

执行结果：

---------------------------------------------------------------------------
UnboundLocalError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-9-7b758191e4f5> in <module>()
      9     print("Outer", a)
     10 
---> 11 outer()

<ipython-input-9-7b758191e4f5> in outer()
      6         print("Inner", a)
      7 
----> 8     inner()
      9     print("Outer", a)
     10 

<ipython-input-9-7b758191e4f5> in inner()
      3 
      4     def inner():
----> 5         a += 1
      6         print("Inner", a)
      7 

UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

添加nolocal关键字

def outer():
    a = 1

    def inner():
        nonlocal a
        a += 1
        print("Inner", a)

    inner()
    print("Outer", a)

outer()

执行结果：

Inner 2
Outer 2

闭包

闭包也称词法闭包，如果在一个内部函数里，对在外部作用域（但不是在全局作用域）的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包（closure），这里说的作用域就是nonlocal。

通俗来讲，闭包就是把一个函数（方法）作为一个变量来使用。

在python中创建闭包必须满足的标准将在以下几点：

必须有一个嵌套函数(函数内部的函数)。
嵌套函数必须引用封闭函数中定义的值。
闭包函数必须返回嵌套函数。

利用闭包实现一个计数器：

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def counter():
    i = 0
    def nested():
        nonlocal i
        i += 1
        return i

    return nested

c = counter()
print(c(),c(),c(),end=" ")

返回的函数并没有立刻执行，而是直到调用了c()才执行。
返回的函数中不要引用循环变量：

def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f():
             return i*i
        fs.append(f)
    return fs

f1, f2, f3 = count()

print(f1()) 
print(f2()) 
print(f3())

执行结果:

9
9
9

全部都是9！原因就在于返回的函数引用了变量i，但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时，它们所引用的变量i已经变成了3，因此最终结果为9。

如果一定要使用循环变量，解决方法是再创建一个函数，用该函数的参数绑定循环变量当前的值，无论该循环变量后续如何更改，已绑定到函数参数的值不变：

def count():
    def f(j):
        def g():
            return j*j
        return g
    
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        fs.append(f(i)) # f(i)立刻被执行，因此i的当前值被传入f()
    return fs


f1, f2, f3 = count()

print(f1()) 
print(f2()) 
print(f3())

执行结果：

1
4
9

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嵌套函数

闭包

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