闭包又称闭包函数或闭包函数,其实和上面说的嵌套函数类似,不同的是闭包中的外部函数不返回具体的值,而是返回一个
函数。一般情况下,返回的函数会赋值给一个变量,这个变量可以在后面被继续执行调用。
例如,计算一个数的 n 次幂,用闭包可以写成下面的代码:
#闭包函数,其中 exponent 称为自由变量
def nth_power(exponent):
def exponent_of(base):
return base ** exponent
return exponent_of # 返回值是 exponent_of 函数
square = nth_power(2) # 计算一个数的平方
cube = nth_power(3) # 计算一个数的立方
print(square(2)) # 计算 2 的平方
print(cube(2)) # 计算 2 的立方
运行结果为:
4
8
在上面程序中,外部函数 nth_power() 的返回值是函数 exponent_of(),而不是一个具体的数值。
需要注意的是,在执行完square = nth_power(2)和cube = nth_power(3)之后,会比较外部函数nth_power()的参数exponent和内部函数的参数exponent
将exponent_of赋值给square和cube一起,这样后面调用square(2)或cube(2)时,程序可以顺利输出结果,不会报错说参数
数 exponent 没有定义。
看到这里,读者可能会问,为什么我们需要闭包?上面的程序可以写成下面的形式:
def nth_power_rewrite(base, exponent):
return base ** exponent
上面程序确实可以实现相同的功能,不过使用闭包,可以让程序变得更简洁易读。设想一下,比如需要计算很多个数的平方,那么读者觉得写成下面哪一种形式更好呢?
# 不使用闭包
res1 = nth_power_rewrite(base1, 2)
res2 = nth_power_rewrite(base2, 2)
res3 = nth_power_rewrite(base3, 2)
# 使用闭包
square = nth_power(2)
res1 = square(base1)
res2 = square(base2)
res3 = square(base3)
显然第二种方式表达更为简洁,在每次调用函数时,都可以少输入一个参数。
其次,和缩减嵌套函数的优点类似,函数开头需要做一些额外工作,当需要多次调用该函数时,如果将那些额外工作的代码放在外部函
数量可以减少多次调用带来的不必要的开销,提高程序的运行效率。
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