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Python菜鸟晋级07----闭包

介绍

       闭包(closure)是函数式编程的重要的语法结构。函数式编程是一种编程范式 (而面向过程编程和面向对象编程也都是编程范式)。在面向过程编程中,我们见到过函数(function);在面向对象编程中,我们见过对象(object)。函数和对象的根本目的是以某种逻辑方式组织代码,并提高代码的可重复使用性(reusability)。闭包也是一种组织代码的结构,它同样提高了代码的可重复使用性。
       不同的语言实现闭包的方式不同。Python以函数对象为基础,为闭包这一语法结构提供支持的 (我们在特殊方法与多范式中,已经多次看到Python使用对象来实现一些特殊的语法)。Python一切皆对象,函数这一语法结构也是一个对象。在函数对象中,我们像使用一个普通对象一样使用函数对象,比如更改函数对象的名字,或者将函数对象作为参数进行传递。

函数对象的作用域

          和其他对象一样,函数对象也有其存活的范围,也就是函数对象的作用域。函数对象是使用def语句定义的,函数对象的作用域与def所在的层级相同。比如下面代码,我们在line_conf函数的隶属范围内定义的函数line,就只能在line_conf的隶属范围内调用。

def line_conf():
    def line(x):
        return 2*x+1
    print(line(5))   # 顺利执行

line_conf()
print(line(5))       # 报错!  

          同样,如果使用lambda定义函数,那么函数对象的作用域与lambda所在的层级相同。

闭包

           函数是一个对象,所以可以作为某个函数的返回结果。在Python中,所谓的闭包是一个包含有环境变量取值的函数对象。

def line_conf(a, b):
    def line(x):
        return ax + b
    return line

line1 = line_conf(1, 1)
line2 = line_conf(4, 5)
print(line1(5), line2(5))
          这个例子中,函数line与环境变量a,b构成闭包。在创建闭包的时候,我们通过line_conf的参数a,b说明了这两个环境变量的取值,这样,我们就确定了函数的最终形式(y = x + 1和y = 4x + 5)。我们只需要变换参数a,b,就可以获得不同的直线表达函数。由此,我们可以看到,闭包也具有提高代码可复用性的作用。
          如果没有闭包,我们需要每次创建直线函数的时候同时说明a,b,x。这样,我们就需要更多的参数传递,也减少了代码的可移植性。利用闭包,我们实际上创建了泛函。line函数定义一种广泛意义的函数。这个函数的一些方面已经确定(必须是直线),但另一些方面(比如a和b参数待定)。随后,我们根据line_conf传递来的参数,通过闭包的形式,将最终函数确定下来。

@修饰符

       ‘@‘符号用作函数修饰符是python2.4新增加的功能,修饰符必须出现在函数定义前一行,不允许和函数定义在同一行。也就是说@A def f(): 是非法的。只可以在模块或类定义层内对函数进行修饰,不允许修修饰一个类。一个修饰符就是一个函数,它将被修饰的函数做为参数,并返回修饰后的同名函数或其它可调用的东西。

@dec2  
@dec1  
def func(arg1, arg2, ...):  
    pass  
等价于

def func(arg1, arg2, ...):  
    pass  
func = dec2(dec1(func))  

实用小例子

def makebold(fn):
    def wrapped():
        return "<b>" + fn() + "</b>"
    return wrapped

def makeitalic(fn):
    def wrapped():
        return "<i>" + fn() + "</i>"
    return wrapped

@makebold
@makeitalic
def hello():
    return "hello world"

print hello() 
输出结果
<b><i>hello world</i></b>



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