Python中用函數(shù)作為返回值和實現(xiàn)閉包的教程

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)作為結果值返回。
我們來實現(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：    
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)需要再計算怎么辦？可以不返回求和的結果，而是返回求和的函數(shù)！    
def lazy_sum(*args):
  def sum():
    ax = 0
    for n in args:
      ax = ax + n
    return ax
  return sum

當我們調(diào)用lazy_sum()時，返回的并不是求和結果，而是求和函數(shù)：    
>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f


調(diào)用函數(shù)f時，才真正計算求和的結果：    
>>> 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lazy_sum返回函數(shù)sum時，相關參數(shù)和變量都保存在返回的函數(shù)中，這種稱為“閉包（Closure）”的程序結構擁有極大的威力。
請再注意一點，當我們調(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)：    
>>> 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：    
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。
你可能認為調(diào)用f1()，f2()和f3()結果應該是1，4，9，但實際結果是：    
>>> 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，因此最終結果為9。
返回閉包時牢記的一點就是：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：    
>>> 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
缺點是代碼較長，可利用lambda函數(shù)縮短代碼。