Python閉包的概念、形式與應(yīng)用
閉包并不是什么新奇的概念，它早在高級語言開始發(fā)展的年代就產(chǎn)生了。51CTO在此之前也曾陸續(xù)報導(dǎo)了《學(xué)習(xí)Scala的閉包》、《PHP 5.3閉包語法初探》以及《揭開Javascript閉包的真實面目》。閉包（Closure）是詞法閉包（Lexical Closure）的簡稱。對閉包的具體定義有很多種說法，這些說法大體可以分為兩類：
◆一種說法認(rèn)為閉包是符合一定條件的函數(shù)，比如參考資源中這樣定義閉包：閉包是在其詞法上下文中引用了自由變量的函數(shù)。
◆另一種說法認(rèn)為閉包是由函數(shù)和與其相關(guān)的引用環(huán)境組合而成的實體。比如參考資源中就有這樣的的定義：在實現(xiàn)深約束時，需要創(chuàng)建一個能顯式表示引用環(huán)境的東西，并將它與相關(guān)的子程序捆綁在一起，這樣捆綁起來的整體被稱為閉包。
這兩種定義在某種意義上是對立的，一個認(rèn)為閉包是函數(shù)，另一個認(rèn)為閉包是函數(shù)和引用環(huán)境組成的整體。雖然有些咬文嚼字，但可以肯定第二種說法更確切。閉包只是在形式和表現(xiàn)上像函數(shù)，但實際上不是函數(shù)。函數(shù)是一些可執(zhí)行的代碼，這些代碼在函數(shù)被定義后就確定了，不會在執(zhí)行時發(fā)生變化，所以一個函數(shù)只有一個實例。
閉包在運行時可以有多個實例，不同的引用環(huán)境和相同的函數(shù)組合可以產(chǎn)生不同的實例。所謂引用環(huán)境是指在程序執(zhí)行中的某個點所有處于活躍狀態(tài)的約束所組成的集合。其中的約束是指一個變量的名字和其所代表的對象之間的聯(lián)系。那么為什么要把引用環(huán)境與函數(shù)組合起來呢？這主要是因為在支持嵌套作用域的語言中，有時不能簡單直接地確定函數(shù)的引用環(huán)境。
閉包和函數(shù)對象本質(zhì)上是同一種東西，閉包是函數(shù)對象的簡化。閉包將環(huán)境數(shù)據(jù)保存在func_closure中，函數(shù)對象則將相關(guān)數(shù)據(jù)保存在對象中。二者均可用于filter、map、reduce等函數(shù)中。
下面分別使用閉包和函數(shù)對象來做同一件事情，感覺二者非常相似。
- ?[Copy to clipboard]View Code PYTHONIn [68]: class counter_class()：
- def __init__(self, start_at):
- self.start_at = start_at
- def __call__(self):
- self.start_at += 1
- return self.start_at
- ....:
- ....:
- In [74]:
- In [75]: c1 = counter_class(5)
- In [76]: c1()
- Out[76]: 6
- In [77]: c1()
- Out[77]: 7
- In [78]: c1()
- Out[78]: 8
- In [80]: def counter_closure(start_at = 0):
- count = [start_at]
- def incr():
- count[0] += 1
- return count[0]
- return incr
- ....:
- In [86]: c2 = counter_closure(5)
- In [87]: c2()
- Out[87]: 6
- In [88]: c2()
- Out[88]: 7
- In [89]: c2()
- Out[89]: 8
支持閉包的語言有這樣的特性：
1、函數(shù)是一階值（First-class value），即函數(shù)可以作為另一個函數(shù)的返回值或參數(shù)，還可以作為一個變量的值。
2、函數(shù)可以嵌套定義，即在一個函數(shù)內(nèi)部可以定義另一個函數(shù)。
顯然Python對這兩個特性支持都非常好，Java要想支持閉包改動就有點大了。在Python中函數(shù)同類差不多，而在Java中類是最小的組織單元，目前JDK 6.0上面兩個特性一個都不支持。至于C++這樣更底層的語言要支持閉包估計是不可能的。
Python中的閉包
Python因其簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大而擁有很多擁護(hù)者，很多企業(yè)和組織在使用這種語言。Python使用縮進(jìn)來區(qū)分作用域的做法也十分有特點。下面是一個Python的例子：
- 清單 6. Python 1
- def addx(x):
- def adder (y): return x + y
- return adder
- add8 = addx(8)
- add9 = addx(9)
- print add8(100)
- print add9(100)
在Python中使用def來定義函數(shù)時，是必須有名字的，要想使用匿名函數(shù)，則需要使用lambda語句，象下面的代碼這樣：
- 清單 7. Python 2
- def addx(x):
- return lambda y: x + y
- add8 = addx(8)
- add9 = addx(9)
- print add8(100)
- print add9(100)
【編輯推薦】
