闭包是Python装饰器的基础。要理解闭包,先要了解Python中的变量作用域规则。
变量作用域规则
首先,在函数中是能访问全局变量的:
>>> a = 'global var' >>> def foo(): print(a) >>> foo() global var
然后,在一个嵌套函数中,内层函数能够访问在外层函数中定义的局部变量:
>>> def foo(): a = 'free var' def bar(): print(a) return bar >>> foo()() free var
闭包
上面的嵌套函数就是闭包。 闭包 是指延伸了作用域的函数,在其中能够访问未在函数定义体中定义的非全局变量。未在函数定义体中定义的非全局变量一般都是在嵌套函数中出现的。
上述示例中的变量a就是一个并未在函数bar中定义的非全局变量。对于bar来说,它有个专业名字,叫做 自由变量 。
自由变量的名称可以在字节码对象中查看:
>>> bar = foo() >>> bar.__code__.co_freevars ('a',)
自由变量的值绑定在函数的__closure__属性中:
>>> bar.__closure__ (<cell at 0x000001CB2912DF48: str object at 0x000001CB291D3D70>,)
其中保存了对应自由变量本文来源gaodaima#com搞(代@码$网6的cell对象的序列,cell对象的cell_contents属性保存了变量的值:
>>> bar.__closure__[0].cell_contents 'free var'
这与JavaScript中闭包的行为是类似的,JavaScript中嵌套函数会将外层函数的活动对象添加到它的作用域链中。但与JavaScript不同的是,当Python函数中的全局变量或者自由变量是不可变对象(数字、字符串、元组等)时,是只能读取,无法更新的:
>>> a = 1 >>> def foo(): print(a) a += 1 >>> foo() UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment >>> def foo(): a = 1 def bar(): print(a) a += 1 return bar >>> foo()() UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
两种情况下,都会报错。这并不是缺陷,而是Python的设计选择。Python不要求声明变量,但是会假定在函数定义体中赋值的变量是局部变量,以避免在不知情的情况下修改全局变量。
a += 1 与 a = a + 1 相同,编译函数的定义体时,会将a当做局部变量,不会当做自由变量保存。然后尝试获取a的值时,发现a并没有绑定值,于是报错。
解决这个问题的办法,一是将变量置于一些可变对象,如列表、字典中:
def foo(): ns = {} ns['a'] = 1 def bar(): ns['a'] += 1 print (ns['a']) return bar
另外的方法就是使用 global 或者 nonlocal 将变量声明为全局变量或者自由变量:
>>> def foo(): a = 1 def bar(): nonlocal a a += 1 print(a) return bar >>> foo()() 2
当自由变量本身是可变对象时,是可以直接进行操作的:
def make_avg(): ls = [] def avg(x): ls.append(x) print(sum(ls)/len(ls)) return avg
装饰器
装饰器是可调用对象,参数一般是另一个函数。装饰器可以以某种方式增强被装饰函数的行为,然后返回被装饰的函数或者将其替换成一个新的函数。