在本文中，您將了解什麼是Python閉包，如何定義閉包以及應該如何使用閉包。

嵌套函數中的非局部變量

在進入閉包之前，我們必須先了解一個嵌套函數和非局部變量。

在函數中定義另一個函數稱為嵌套函數。嵌套函數可以訪問包圍範圍內的變量。

在Python中，這些非局部變量只能在默認情況下讀取，我們必須將它們顯式地聲明為非局部變量(使用nonlocal關鍵字)才能進行修改。

以下是訪問非局部變量的嵌套函數的示例。

def print_msg(msg):
# This is the outer enclosing function
 def printer():
# This is the nested function
 print(msg)
 printer()
# We execute the function
# Output: Hello
print_msg("Hello")

可以看到嵌套函數printer()能夠訪問封閉函數的非局部變量msg。

定義閉包函數

在上面的例子中，如果函數print_msg()的最後一行返回printer()函數而不是調用它，會發生什麼？ 如該函數定義如下 -

def print_msg(msg):
# This is the outer enclosing function
 def printer():
# This is the nested function
 print(msg)
 return printer # this got changed
# Now let's try calling this function.
# Output: Hello
another = print_msg("Hello")
another()

這樣是不尋常的。

print_msg()函數使用字符串「Hello」進行調用，返回的函數被綁定到另一個名稱。 在調用another()時，儘管我們已經完成了print_msg()函數的執行，但仍然記住了這個消息。

一些數據(「Hello」)附加到代碼中的這種技術在Python中稱為閉包。

即使變量超出範圍或函數本身從當前命名空間中刪除，也會記住封閉範圍內的值。

嘗試在Python shell中運行以下內容以查看輸出。

>>> del print_msg
>>> another()
Hello
>>> print_msg("Hello")
Traceback (most recent call last):
...
NameError: name 'print_msg' is not defined

什麼時候閉包？

從上面的例子可以看出，當嵌套函數引用其封閉範圍內的值時，在Python中有使用了一個閉包。

在Python中創建閉包必須滿足的標準將在以下幾點 -

• 必須有一個嵌套函數(函數內部的函數)。
• 嵌套函數必須引用封閉函數中定義的值。
• 閉包函數必須返回嵌套函數。

何時使用閉包？

那麼閉包是什麼好的？

閉包可以避免使用全局值並提供某種形式的數據隱藏。它還可以提供面向對象的解決問題的解決方案。

當在類中幾乎沒有方法(大多數情況下是一種方法)時，閉包可以提供一個替代的和更優雅的解決方案。 但是當屬性和方法的數量變大時，更好地實現一個類。

這是一個簡單的例子，其中閉包可能比定義類和創建對象更為優先。

def make_multiplier_of(n):
 def multiplier(x):
 return x * n
 return multiplier
# Multiplier of 3
times3 = make_multiplier_of(3)
# Multiplier of 5
times5 = make_multiplier_of(5)
# Output: 27
print(times3(9))
# Output: 15
print(times5(3))
# Output: 30
print(times5(times3(2)))

Python中的裝飾器也可以廣泛使用閉包。值得注意的是，可以找到封閉函數中包含的值。

所有函數對象都有一個__closure__屬性，如果它是一個閉包函數，它返回一個單元格對象的元組。 參考上面的例子，我們知道times3和times5是閉包函數。

>>> make_multiplier_of.__closure__
>>> times3.__closure__
(,)

單元格(cell)對象具有存儲閉合值的屬性：cell_contents。

>>> times3.__closure__[0].cell_contents
3
>>> times5.__closure__[0].cell_contents
5