Python闭包与闭包陷阱举例详解

1 什么是闭包

在 Python 中，闭包是一种特殊的函数，它能够记住它所在的环境（也称作上下文）。这意味着闭包能够访问定义它的作用域中的变量。闭包通常用于封装数据和提供对外部访问的接口。

在 Python 中使用闭包有以下几点好处：

• 保存状态：闭包可以保存外部函数的状态，以便在内部函数中使用。
• 简化代码：闭包可以简化代码结构，使得复杂的逻辑变得简单易懂。
• 模块化编程：闭包可以更好地封装代码，提高代码的可重用性。
• 保证函数线程安全：闭包可以保证函数的线程安全性，避免全局变量被多线程修改。

2 闭包示例代码

代码示例如下：

def outer_func(x):
    def inner_func(y):
        return x + y
    return inner_func

closure = outer_func(10)
print(closure(5)) # 15

这是一个闭包的示例代码，其中outer_func是外部函数，它返回一个内部函数inner_func。内部函数使用了外部函数的变量x，并且在被调用时使用了参数y。因此，当我们调用outer_func(10)时，它返回了一个闭包（即inner_func），它记录了x=10的值。之后，我们可以调用这个闭包，并传入参数y来计算结果。

3 什么是闭包陷阱

Python中的闭包陷阱指的是在闭包中引用了变量时，如果该变量在闭包外部被修改，则闭包内部的值也会改变。这可能会导致程序的错误或意外行为。

4 闭包陷阱代码实例

请对比以下两组代码

4.1 第一组代码实例

def closure1():
    l = []
    for i in range(3):
        def inner(i_=i):
            return i_**2
        l.append(inner)
    return l


l1 = closure1()
print([i() for i in l1])

在执行代码时，首先i的在range(3)中获取的值为0，接下来执行l.append(inner)。这里inner并没有括号，所以inner本身不会被执行，而是在l中添加了一个inner函数对象。并且inner函数的形参i_默认值为0。

接下来，在for循环的作用下，l又被重复添加了两次inner对象，其中i_的默认值分别为1和2。

执行完closure1后，我们使用列表推到式去遍历l1。

列表推导式中的i()使得inner对象被执行。因为i()中未传入任何参数，所以其中的i_使用了我们定义的默认参数：0，1，2。在执行完inner函数后，这些数字变成了0，1，4。因此最终的输出即为[0，1，4] 。

以上是一段正常的非闭包代码。

4.2 第二组代码实例

def closure2():
    l = []
    for i in range(3):
        def inner():
            return i**2
        l.append(inner)
    print(inner.__closure__)
    return l


l2 = closure2()
print([i() for i in l2])

这一组代码和上面一组代码没有很大的区别，唯一的差异是，这一组代码的inner并未传入形参i_。inner中的i直接取自外部。
因此，在执行closure2中的for循环时，l中依然会被传入3个inner函数对象，唯一的区别是传入的对象没有指定形参的默认值。
在执行[i() for i in l2]这个列表推到式时，inner函数并未找到对i的赋值，因此回到外部的closure2中去寻找，并找到了i的值为3。
因此，对于这段代码，每一个inner函数对象的输出都是4。

很明显这并不是我们想要的结果，这就是一个典型的闭包陷阱。

总结