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    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 = compilesum([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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