浅显理解 Python 闭包

liwya

　　from: https://serholiu.com/python-closures
　　闭包这个概念在 JavaScript 中讨论和使用得比较多，不过在 Python 中却不是那么显而易见，之所以说“不是那么”，是因为即使用到了，也没用注意到而已，比如定义一个 Decorator 时，就已经用到闭包了。网上对闭包的各种解释，感觉非常晦涩，在这里谈谈我的浅显认识：要形成闭包，首先得有一个嵌套的函数，即函数中定义了另一个函数，闭包则是一个集合，它包括了外部函数的局部变量，这些局部变量在外部函数返回后也继续存在，并能被内部函数引用。
举个例子
　　这是个经常使用到的例子，定义一个函数 generate_power_func，它返回另一个函数，现在闭包形成的条件已经达到。
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def generate_power_func(n):　　
    print "id(n): %X" % id(n)
　　
    def nth_power(x):
　　
        return x**n
　　
    print "id(nth_power): %X" % id(nth_power)
　　
    return nth_power
　　对于内部函数 nth_power，它能引用到外部函数的局部变量 n，而且即使 generate_power_func 已经返回。把这种现象就称为闭包。具体使用一下。
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>>> raised_to_4 = generate_power_func(4)id(n): 246F770id(nth_power): 2C090C8>>> repr(raised_to_4)'<function nth_power at 0x2c090c8>'　　从结果可以看出，当 generate_power_func(4) 执行后, 创建和返回了 nth_power 这个函数对象，内存地址是 0x2C090C8,并且发现 raised_to_4 和它的内存地址相同，即 raised_to_4只是这个函数对象的一个引用。先在全局命名空间中删除 generate_power_func，再试试会出现什么结果。
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>>> del generate_power_func>>> raised_to_4(2)16　　啊哈，居然没出现错误， nth_power 是怎么知道 n 的值是 4，而且现在 generate_power_func 甚至都不在这个命名空间了。对，这就是闭包的作用，外部函数的局部变量可以被内部函数引用，即使外部函数已经返回了。
__closure__ 属性和 cell 对象
　　现在知道闭包是怎么一回事了，那就到看看闭包到底是怎么回事的时候了。Python 中函数也是对象，所以函数也有很多属性，和闭包相关的就是 __closure__ 属性。__closure__ 属性定义的是一个包含 cell 对象的元组，其中元组中的每一个 cell 对象用来保存作用域中变量的值。
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>>> raised_to_4.__closure__(<cell at 0x2bf4ec0: int object at 0x246f770>,)>>> type(raised_to_4.__closure__[0])<type 'cell'>>>> raised_to_4.__closure__[0].cell_contents4　　就如刚才所说，在 raised_to_4 的 __closure__ 属性中有外部函数变量 n 的引用，通过内存地址可以发现，引用的都是同一个 n。如果没用形成闭包，则 __closure__ 属性为 None。对于 Python 具体是如何实现闭包的，可以查看 Python闭包详解，它通过分析 Python 字节码来讲述闭包的实现。
最后总结
　　闭包特性有着非常多的作用，不过都是需要时才会不经意的用上，不要像使用设计模式一样去硬套这些法则。这篇文章按照自己的理解翻译至 Python Closures Explained，可能和原文有些不同之处，如有疑惑，请查看原文。附上一些参考资料。

• 　　闭包的概念、形式与应用: 可以从其中了解闭包的应用
  
• 　　Python闭包详解：从字节码出发了解 Python 闭包的实现机制
  
• 　　理解Javascript的闭包: 从 Javascript 的闭包中了解一些闭包特性，可以和 Python 作下对比