Python闭包详解

    添加时间:2013-7-23 点击量:

    Python闭包详解




    1 快速预览



    以下是一段简单的闭包代码示例：


    def foo（）:

        m=3

        n=5

        def bar（）:

            a=4

            return m+n+a

        return bar

    

    >>>bar =  foo（）

    >>>bar（）

    12

    申明：

    bar在foo函数的代码块中定义。我们称bar是foo的内部函数。



    在bar的局部感化域中可以直接接见foo局部感化域中定义的m、n变量。

    简单的说，这种内部函数可以应用外部函数变量的行动，就叫闭包。



    那么闭包内部是如何来实现的呢？

    我们一步步来，先看两个python内置的object: <code>和<cell>














    2 code object




    code object是python代码经过编译后的对象。

    它用来存储一些与代码有关的信息以及bytecode。



    以下代码示例，演示了如何经由过程编译产生code object

    以及应用exec运行该代码，和应用dis便利地查看字节码。



    code object还有很多的特点可以接见。具体请看官方文档。


    import dis

    code_obj = compile（sum（[1，2，3]），  ， single）

    

    >>>exec（code_obj）

    6

    

    >>> dis.dis（code_obj）

      1           0 LOAD_NAME                0 （sum）

                  3 LOAD_CT               0 （1）

                  6 LOAD_CT               1 （2）

                  9 LOAD_CT               2 （3）

                 12 BUILD_LIST                   3

                 15 CALL_FUNCTION          1

                 18 PRINT_EXPR          

                 19 LOAD_CT               3 （None）

                 22 RETURN_VALUE

    那么，这跟我们的例子有什么关系？


    >>> foo.func_code

    <code object foo at 01FE92F0， file <pyshell＃50>， line 1>

    我们可以看到，函数定义好之后，就可以经由过程[函数名.func_code]

    接见该函数的code object，之后我们会用到它的一些特点。














    3 cell object




    cell对象的引入，是为了实现被多个感化域引用的变量。

    对每一个如许的变量，都用一个cell对象来保存 其值 。



    拿之前的示例来说，m和n既在foo函数的感化域中被引用，又在bar

    函数的感化域中被引用，所以m， n引用的值，都邑在一个cell对象中。



    可以经由过程内部函数的__closure__或者func_closure特点查看cell对象：


    >>> bar = foo（）

    >>> bar.__closure__

    （<cell at 0 x01FE8DF0: int object at 0 x0186D888>， <cell at 0 x01F694B0: int object at 0 x0186D870>）

    这两个int型的cell分别存储了m和n的值。

    无论是在外部函数中定义，还是在内部函数中调用，引用的指向都是cell对象中的值。



    注：内部函数无法批改cell对象中的值，若是测验测验批改m的值，编译器会认为m是函数

    bar的局部变量，同时foo代码块中的m也会被认为是函数foo的局部变量，就会再把m

    认作闭包变量，两个m分别在各自的感化域下起感化。1














    4 闭包解析




    • 应用dis2模块解析foo的bytecode。 





    2          0 LOAD_CT              1 （3）

                3 STORE_DEREF               0 （m）

    

    3          6 LOAD_CT              2 （5）

                9 STORE_DEREF               1 （n）

    

    4          12 LOAD_CLOSURE         0 （m）

                15 LOAD_CLOSURE         1 （n）

                18 BUILD_TUPLE              2

                21 LOAD_CT             3 （<code object bar at 018D9848， file <pyshell＃1>， line 4>）

                24 MAKE_CLOSURE         0

                27 STORE_FAST               0 （bar）

    

    7          30 LOAD_FAST                 0 （bar）

                33 RETURN_VALUE

    进行逐行解析：



    LOAD_CT 1 （3） ：

    将foo.func_code.co_consts [1] 的值3压入栈



    STORE_DEREF 0 （m） ：

    从栈顶Pop出3包装成cell对象存入cell与变量的存储区的第0槽。

    创建变量m引用该cell对象。



    LOAD_CLOSURE 0 （m） ：

    将m的引用信息压入栈，类似如下信息：

    <cell at 0 x01D572B0: int object at 0 x0180D6F8>

    并将变量名m记入func_code.cellvars [0] 。

    LOAD_CLOSURE 1 （n） ：

    同上



    栈区状况：







     
    1原来，再大的房子，再大的床，没有相爱的人陪伴，都只是冰冷的物质。而如果身边有爱人陪伴，即使房子小，床小，也觉得无关紧要，因为这些物质上面有了爱的温度，成了家的元素。—— 何珞《婚房》#书摘#
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