闭包浅析

闭包浅析

首先：

如果在一个函数的内部定义了另一个函数，外部的我们叫他外函数，内部的我们叫他内函数。

然后：

我们来看看闭包的官方定义： 在一个外函数中定义了一个内函数，内函数里运用了外函数的临时变量，并且外函数的返回值是内函数的引用。这样就构成了一个闭包。

分析：

一般情况下，在我们认知当中，如果一个函数执行完毕，函数的内部(即名称空间)所有东西都会释放掉，被回收还给内存，局部变量也会消失。

但是闭包是一种特殊情况，如果外函数在结束的时候发现其名称空间(作用域)中的临时变量将来会在内部函数中使用到，就把这个临时变量绑定给了内部函数，然后自己再结束。

举例说明：

# outer是外部函数 a和b都是外函数的临时变量def outer( a ):    b = 8
    # inner是内函数
    def inner():
        #在内函数中 用到了外函数的临时变量a和b
        print(a+b)
    # 外函数的返回值是对内函数的引用
    return inner

if __name__ == '__main__':
　　 demo = outer(6)
    #调用外函数传入参数6
    #此时外函数两个临时变量 a是6 b是8 ，outer外函数调用执行，其返回值就是对内函数的引用，将引用的内函数inner的内存地址赋值存给demo
    # 外函数结束的时候发现内部函数将会用到(因为demo只是引用了inner的内存地址，只有它加括号才能执行内部代码，所以这里说是将会用到)自己的临时变量，这两个临时变量就不会释放，会绑定给这个内部函数inner# 我们调用内部函数，看一看内部函数是不是能使用外部函数的临时变量
　　 demo() # 14
    # demo存了外函数的返回值，也就是inner函数的引用，这里相当于执行inner函数
    
    demo2 = outer(9)
    demo2() #17

如果要更全面的理解闭包就需要知道一些知识：

① 外函数的返回值是内函数的引用

　　python中一切都是对象，包括变量、函数，其实都是对象。

　　当我们进行a=1的时候，实际上是在内存当中开辟一片空间存放了值1，然后用a这个变量名存了1所在内存位置的引用(内存地址)。

　　a只不过是一个变量名字，a里面存的是1这个数值所在的内存地址，就是a里面存了数值1的引用。

　　相同的道理，在python中定义一个函数def demo(): 的时候，会在内存中开辟一块空间，用于存放该函数的代码、内部的局部变量等等。

　　这个demo只不过是一个变量名字，它里面存了这个函数所在位置的引用而已。

　　我们还可以进行x = demo， y = demo， 这样的操作就相当于，把demo里存的东西赋值给x和y，这样x 和y 都指向了demo函数所在的引用，在这之后我们可以用x() 或者 y() 来调用我们自己创建的demo() ，调用的实际上根本就是一个函数，x、y和demo三个变量名存了同一个函数的引用。

　　有了上面对引用的解释，就可以更深刻的理解“返回内函数的引用”这句话了。

　　对于闭包，在外函数outer中最后return了inner，我们在调用外函数 demo = outer() 的时候，outer返回了inner，inner是一个函数的引用，这个引用被存入了demo中。所以接下来我们再进行demo() 的时候，相当于运行了inner函数。

　　同时我们知道，函数名后＋括号就相当于调用执行了这个函数，如果不+括号，相当于只是一个函数的名字，里面存了函数所在位置的引用。

② 闭包中内函数修改外函数局部变量：

　　在闭包内函数中，我们可以随意使用外函数绑定来的临时变量，但是正常事不能修改的，因为作用域不一样，无法修改

　　在基本的python语法当中，一个函数可以随意读取全局数据，但是要修改全局数据的时候有两种方法:1、global 声明全局变量 2、全局变量是可变类型数据的时候可以修改

　　在闭包内函数也是类似的情况，在内函数中想修改闭包变量（外函数绑定给内函数的局部变量）的时候：

　　1、在python3中，可以用nonlocal 关键字声明 一个变量， 表示这个变量不是局部变量空间的变量，需要向上一层变量空间找这个变量。

　　2、在python2中，没有nonlocal这个关键字，我们可以把闭包变量改成可变类型数据进行修改，比如列表。

举个栗子：

#修改闭包变量的实例
# outer是外部函数 a和b都是外函数的临时变量
def outer( a ):
    b = 10  # a和b都是闭包变量
    c = [a] #这里对应修改闭包变量的方法2
    # inner是内函数
    def inner():
        #内函数中想修改闭包变量
        # 方法1 nonlocal关键字声明
        nonlocal  b
        b+=1
        # 方法二，把闭包变量修改成可变数据类型 比如列表
        c[0] += 1
        print(c[0])
        print(b)
    # 外函数的返回值是内函数的引用
    return inner

if __name__ == '__main__':

    demo = outer(5)
    demo() # 6  11

还有一点需要特别注意：

　　使用闭包的过程中，一旦外函数被调用一次返回了内函数的引用，虽然每次调用内函数，是开启一个函数执行过后消亡，但是闭包变量实际上只有一份，每次开启内函数都在使用同一份闭包变量　　

　　

def outer(x):
    def inner(y):
        nonlocal x
        x += y
        return x

    return inner


a = outer(10)
print(a(1))  # 11
print(a(3))  # 14(注意，这里不是13，因为第二次使用的依然是x这个变量，只不过他在第一次引用的是第一次的结果11了)

两次分别打印出11和14，由此可见，每次调用inner的时候，使用的闭包变量x实际上是同一个。

总结

闭包的作用：

　　 1、装饰器

　　 2、面向对象：经历了上面的分析，我们发现外函数的临时变量送给了内函数。这其实跟类对象的情况一样，对象有好多类似的属性和方法，所以我们创建类，用类创建出来的对象都具有相同的属性方法。闭包也是实现面向对象的方法之一。在python当中虽然我们不这样用，在其他编程语言入比如avaScript中，经常用闭包来实现面向对象编程

　　 3、实现单例， 其实这也是装饰器的应用。

def singleton(cls):
    _instance = cls('127.0.0.1', 3306)

    def wrapper(*args, **kwargs):
        if len(args) != 0 or len(kwargs) != 0:
            obj = cls(*args, **kwargs)
            return obj
        return _instance

    return wrapper


@singleton  # MySQL=singleton(MySQL) #MySQL=wrapper
class MySQL:
    def __init__(self, ip, port):
        self.ip = ip
        self.port = port