函數(shù)作為返回值
高階函數(shù)除了可以接受函數(shù)作為參數(shù)外,還可以把函數(shù)作為結(jié)果值返回。
我們來實(shí)現(xiàn)一個可變參數(shù)的求和。通常情況下,求和的函數(shù)是這樣定義的:
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def calc_sum( * args): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax |
但是,如果不需要立刻求和,而是在后面的代碼中,根據(jù)需要再計(jì)算怎么辦?可以不返回求和的結(jié)果,而是返回求和的函數(shù)!
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def lazy_sum( * args): def sum (): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax return sum |
當(dāng)我們調(diào)用lazy_sum()時,返回的并不是求和結(jié)果,而是求和函數(shù):
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>>> f = lazy_sum( 1 , 3 , 5 , 7 , 9 ) >>> f <function sum at 0x10452f668 > |
調(diào)用函數(shù)f時,才真正計(jì)算求和的結(jié)果:
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>>> f() 25 |
在這個例子中,我們在函數(shù)lazy_sum中又定義了函數(shù)sum,并且,內(nèi)部函數(shù)sum可以引用外部函數(shù)lazy_sum的參數(shù)和局部變量,當(dāng)lazy_sum返回函數(shù)sum時,相關(guān)參數(shù)和變量都保存在返回的函數(shù)中,這種稱為“閉包(Closure)”的程序結(jié)構(gòu)擁有極大的威力。
請?jiān)僮⒁庖稽c(diǎn),當(dāng)我們調(diào)用lazy_sum()時,每次調(diào)用都會返回一個新的函數(shù),即使傳入相同的參數(shù):
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>>> f1 = lazy_sum( 1 , 3 , 5 , 7 , 9 ) >>> f2 = lazy_sum( 1 , 3 , 5 , 7 , 9 ) >>> f1 = = f2 False |
f1()和f2()的調(diào)用結(jié)果互不影響。
閉包
注意到返回的函數(shù)在其定義內(nèi)部引用了局部變量args,所以,當(dāng)一個函數(shù)返回了一個函數(shù)后,其內(nèi)部的局部變量還被新函數(shù)引用,所以,閉包用起來簡單,實(shí)現(xiàn)起來可不容易。
另一個需要注意的問題是,返回的函數(shù)并沒有立刻執(zhí)行,而是直到調(diào)用了f()才執(zhí)行。我們來看一個例子:
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def count(): fs = [] for i in range ( 1 , 4 ): def f(): return i * i fs.append(f) return fs f1, f2, f3 = count() |
在上面的例子中,每次循環(huán),都創(chuàng)建了一個新的函數(shù),然后,把創(chuàng)建的3個函數(shù)都返回了。
你可能認(rèn)為調(diào)用f1(),f2()和f3()結(jié)果應(yīng)該是1,4,9,但實(shí)際結(jié)果是:
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>>> f1() 9 >>> f2() 9 >>> f3() 9 |
全部都是9!原因就在于返回的函數(shù)引用了變量i,但它并非立刻執(zhí)行。等到3個函數(shù)都返回時,它們所引用的變量i已經(jīng)變成了3,因此最終結(jié)果為9。
返回閉包時牢記的一點(diǎn)就是:返回函數(shù)不要引用任何循環(huán)變量,或者后續(xù)會發(fā)生變化的變量。
如果一定要引用循環(huán)變量怎么辦?方法是再創(chuàng)建一個函數(shù),用該函數(shù)的參數(shù)綁定循環(huán)變量當(dāng)前的值,無論該循環(huán)變量后續(xù)如何更改,已綁定到函數(shù)參數(shù)的值不變:
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>>> def count(): ... fs = [] ... for i in range ( 1 , 4 ): ... def f(j): ... def g(): ... return j * j ... return g ... fs.append(f(i)) ... return fs ... >>> f1, f2, f3 = count() >>> f1() 1 >>> f2() 4 >>> f3() 9 |
缺點(diǎn)是代碼較長,可利用lambda函數(shù)縮短代碼。