python

闭包

在函数A的内部再定义一个函数B，并且函数B引用了函数A的变量，这种结构叫做闭包，函数B叫做闭包函数


def count1():
	x = 0
	def f():
		nonlocal x
		x = x+1 # 对外部变量 x 进行了修改
		return x
	return f


def count2():
	x = 0
	def f():
		nonlocal x
		return x+1 # 没有修改外部变量 x
	return f

# 对count1() 和count2()每个均调用5次，count1()输出结果为5，count2输出结果为1
# 主要在于count1()在的内部函数引用了外部变量x并且进行了修改，而count2()则是直接引用了变量x并没有进行修改

在 Python 中，闭包函数确实记住了其外部作用域中的变量（或者说记住了外部命名空间），但这种记忆是通过引用来实现的。所以当闭包被创建时，它不是复制变量 i 的值，而是保持对变量 i 的引用。由于 Python 中的变量是名字到对象的绑定，所以闭包函数记住的实际上是变量名 i 而不是其具体的内存地址。然后当闭包被调用时，Python 解释器会查找这个名字 i 当前所引用的对象，这也是为什么闭包可能反映外部作用域中变量的最新状态，因为它使用的是变量名来获取当前的值。

闭包意味着内部函数 f 记住了它从外部作用域（count 函数的作用域）中引用的变量 i 的值，而不是该变量某一时刻的副本。但是，由于 Python 的延迟绑定行为，这些内部函数实际上并没有在创建时立即计算出 i 的值，而是在调用时才去查找 i 的值。

理解闭包时，关键是要知道闭包引用的是变量本身而不是变量的值。这样就可以解释为什么即使闭包在循环中创建，但直到闭包被调用时才会求得真正的值——这个值是根据闭包引用的那个变量在闭包调用时刻所具有的值。

外部函数运行时闭包在内存中的变化


def outer_function(A_data):
# 函数A中创建一些数据
    A_local_data = 'local data in A'
    # 定义闭包函数B
    def inner_function(B_data):
        # 函数B可以访问外围函数A的局部变量
        print(A_local_data)
        print(B_data)
    # 函数A返回闭包函数B
    return inner_function

# 创建闭包实例
closure_instance = outer_function('data for A')

函数 A 的运行过程以及闭包函数 B 在内存中的变化

函数 A 运行之前

在外部函数 outer_function 被调用之前，它仅仅是在内存中定义好的一个函数对象。此时，还没有任何闭包被创建。因此，内存中还没有与闭包相关的任何内容。

函数 A 运行中

当 outer_function 被调用时 (closure_instance = outer_function('data for A'))，函数 A 开始执行，并且会为其局部变量 A_local_data 分配内存和存储数据 'local data in A'。接着，函数 A 中定义了一个闭包函数 B，即 inner_function。

此时，在函数 A 的上下文环境中，闭包函数 B 被创建。因为闭包函数 B 会引用到函数 A 中的局部变量 A_local_data，这个变量会被包含在闭包的环境中。该过程称为词法闭包或者静态作用域，表示函数 B 记住了它被定义时的环境。

函数 A 运行结束

当外部函数 outer_function 执行完毕并返回 inner_function 时，通常情况下，函数 A 的局部变量在函数退出时会被销毁。但由于有闭包存在，A_local_data 不会被销毁；相反，它将继续存在因为闭包函数 B 引用了它。这意味着 inner_function 继承了它被定义时的环境，保留了对 A_local_data 的引用。

外部函数 outer_function 返回闭包函数 B 的引用，并且这个引用被赋值给变量 closure_instance。尽管外部函数 A 的执行已经完成，但是闭包函数 B 内部仍然可以访问 outer_function 的局部变量 A_local_data。

在这个过程中，“闭包”这个术语指的是函数 B 及其周围状态（即函数 A 中的局部变量）。闭包允许你保存这些状态，即使外部函数的执行已经完成。

如果你现在调用 closure_instance('data for B')：


python复制代码
closure_instance('data for B')

闭包函数 B 会打印出 'local data in A' 和 'data for B'，证明虽然外部函数 A 已经执行结束，闭包函数 B 仍然持有并能够访问 A_local_data。所以在内存中，A_local_data 仍被闭包引用，直到闭包自身不再被需要并被垃圾回收器回收。