Почему вложенные функции python не называются замыканиями?

Ответ 1

Закрытие происходит, когда функция имеет доступ к локальной переменной из закрывающей области, завершившей ее выполнение.

def make_printer(msg):
    def printer():
        print msg
    return printer

printer = make_printer('Foo!')
printer()

Когда вызывается make_printer, в стек помещается новый фрейм с скомпилированным кодом для функции printer в качестве константы и значением msg в качестве локального. Затем он создает и возвращает функцию. Поскольку функция printer ссылается на переменную msg, она сохраняется в памяти после возврата функции make_printer.

Итак, если ваши вложенные функции не

• переменные доступа, которые являются локальными для охватывающих областей,
• делать это, когда они выполняются вне этой области,

то они не являются замыканиями.

Вот пример вложенной функции, которая не является замыканием.

def make_printer(msg):
    def printer(msg=msg):
        print msg
    return printer

printer = make_printer("Foo!")
printer()  #Output: Foo!

Здесь мы привязываем значение к значению по умолчанию для параметра. Это происходит, когда создается функция printer, и поэтому после make_printer не следует ссылаться на значение msg external по отношению к printer. msg - это просто нормальная локальная переменная функции printer в этом контексте.

Ответ 2

Вопрос уже ответил aaronasterling

Однако кто-то может быть заинтересован в том, как переменные хранятся под капотом.

Перед тем, как перейти к фрагменту:

Закрытие - это функции, которые наследуют переменные из окружающей среды. Когда вы передаете функцию обратного вызова в качестве аргумента другой функции, которая будет выполнять операции ввода-вывода, эта функция обратного вызова будет вызвана позже, и эта функция - почти волшебным образом - запомнит контекст, в котором он был объявлен, а также все доступные переменные в этом контексте.

• Если функция не использует свободные переменные, она не образует замыкания.

• Если есть другой внутренний уровень, который использует свободные переменные - все предыдущие уровни сохраняют лексическую среду (пример в конце)

• атрибуты функции func_closure в python < 3.X или __closure__ в python > 3.X сохраните свободные переменные.

• Каждая функция в python имеет такие атрибуты закрытия, но не сохраняет содержимое, если нет свободных переменных.

пример: атрибутов закрытия, но без содержимого внутри, поскольку нет свободной переменной.

>>> def foo():
...     def fii():
...         pass
...     return fii
...
>>> f = foo()
>>> f.func_closure
>>> 'func_closure' in dir(f)
True
>>>

NB: БЕСПЛАТНАЯ ПЕРЕМЕННАЯ ДОЛЖНА СОЗДАТЬ ЗАКРЫТИЕ.

Я объясню, используя тот же фрагмент, что и выше:

>>> def make_printer(msg):
...     def printer():
...         print msg
...     return printer
...
>>> printer = make_printer('Foo!')
>>> printer()  #Output: Foo!

И все функции Python имеют атрибут закрытия, поэтому рассмотрим прилагаемые переменные, связанные с функцией закрытия.

Вот атрибут func_closure для функции printer

>>> 'func_closure' in dir(printer)
True
>>> printer.func_closure
(<cell at 0x108154c90: str object at 0x108151de0>,)
>>>

Атрибут closure возвращает кортеж объектов ячейки, который содержит сведения о переменных, определенных в охватывающей области.

Первый элемент func_closure, который может быть None или кортеж ячеек, который содержит привязки для функций свободных переменных и доступен только для чтения.

>>> dir(printer.func_closure[0])
['__class__', '__cmp__', '__delattr__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__',
 '__hash__', '__init__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', 
 '__setattr__',  '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'cell_contents']
>>>

Здесь, в приведенном выше выводе, вы можете увидеть cell_contents, чтобы увидеть, что он хранит:

>>> printer.func_closure[0].cell_contents
'Foo!'    
>>> type(printer.func_closure[0].cell_contents)
<type 'str'>
>>>

Итак, когда мы вызываем функцию printer(), она обращается к значению, хранящемуся внутри cell_contents. Так мы получили результат как "Foo!"

Опять я объясню, используя приведенный выше фрагмент с некоторыми изменениями:

 >>> def make_printer(msg):
 ...     def printer():
 ...         pass
 ...     return printer
 ...
 >>> printer = make_printer('Foo!')
 >>> printer.func_closure
 >>>

В приведенном выше фрагменте я не печатаю сообщение в функции принтера, поэтому он не создает никакой свободной переменной. Поскольку нет свободной переменной, в закрытии не будет содержимого. То, что мы видим выше.

Теперь я расскажу еще об одном другом фрагменте, чтобы очистить все Free Variable с помощью closure:

>>> def outer(x):
...     def intermediate(y):
...         free = 'free'
...         def inner(z):
...             return '%s %s %s %s' %  (x, y, free, z)
...         return inner
...     return intermediate
...
>>> outer('I')('am')('variable')
'I am free variable'
>>>
>>> inter = outer('I')
>>> inter.func_closure
(<cell at 0x10c989130: str object at 0x10c831b98>,)
>>> inter.func_closure[0].cell_contents
'I'
>>> inn = inter('am')

Итак, мы видим, что свойство func_closure является кортежем замыкающих ячеек, мы можем явно ссылаться на них и их содержимое - ячейка имеет свойство "cell_contents"

>>> inn.func_closure
(<cell at 0x10c9807c0: str object at 0x10c9b0990>, 
 <cell at 0x10c980f68: str object at   0x10c9eaf30>, 
 <cell at 0x10c989130: str object at 0x10c831b98>)
>>> for i in inn.func_closure:
...     print i.cell_contents
...
free
am 
I
>>>

Здесь, когда мы вызываем inn, он будет ссылаться на все свободные переменные, поэтому мы получаем I am free variable

>>> inn('variable')
'I am free variable'
>>>

Ответ 3

Python имеет слабую поддержку для закрытия. Чтобы понять, что я имею в виду, возьмем следующий пример счетчика, использующего замыкание с JavaScript:

function initCounter(){
    var x = 0;
    function counter  () {
        x += 1;
        console.log(x);
    };
    return counter;
}

count = initCounter();

count(); //Prints 1
count(); //Prints 2
count(); //Prints 3

Закрытие довольно элегантно, поскольку дает функциям, написанным таким образом, возможность иметь "внутреннюю память". Начиная с Python 2.7 это невозможно. Если вы попытаетесь

def initCounter():
    x = 0;
    def counter ():
        x += 1 ##Error, x not defined
        print x
    return counter

count = initCounter();

count(); ##Error
count();
count();

Вы получите сообщение о том, что x не определен. Но как это может быть, если другим было показано, что вы можете напечатать это? Это из-за того, как Python управляет областью видимости переменных функций. Хотя внутренняя функция может читать переменные внешней функции, она не может их записывать.

Это действительно позор. Но только с закрытием только для чтения вы можете, по крайней мере, реализовать шаблон функции-декоратора, для которого Python предлагает синтаксический сахар.

Обновить

Как уже указывалось, есть способы справиться с ограничениями области действия Python, и я расскажу о некоторых.

1. Используйте global ключевое слово (как правило, не рекомендуется).

2. В Python 3.x используйте nonlocal ключевое слово (предложено @unutbu и @leewz)

3. Определите простой модифицируемый класс Object

class Object(object):
    pass

и создайте область Object scope в initCounter для хранения переменных

def initCounter ():
    scope = Object()
    scope.x = 0
    def counter():
        scope.x += 1
        print scope.x

    return counter

Поскольку scope - это просто ссылка, действия, выполняемые с ее полями, на самом деле не изменяют саму scope, поэтому ошибки не возникает.

4. Альтернативный способ, как указал @unutbu, - определить каждую переменную как массив (x = [0]) и изменить ее первый элемент (x[0] += 1). Снова ошибка не возникает, потому что сам x не изменен.

5. Как предлагает @raxacoricofallapatorius, вы можете сделать x свойством counter

def initCounter ():

    def counter():
        counter.x += 1
        print counter.x

    counter.x = 0
    return counter

Ответ 4

У Python 2 не было закрытий - у него были обходные пути, похожие на закрытие.

В уже полученных ответах есть много примеров - копирование в переменных во внутреннюю функцию, изменение объекта на внутреннюю функцию и т.д.

В Python 3 поддержка более явная - и сжатая:

def closure():
    count = 0
    def inner():
        nonlocal count
        count += 1
        print(count)
    return inner

Использование:

start = closure()
start() # prints 1
start() # prints 2
start() # prints 3

Ключевое слово nonlocal привязывает внутреннюю функцию к внешней переменной, явно упомянутой, фактически закрывая ее. Отсюда более явно "замыкание".

Ответ 5

У меня была ситуация, когда мне понадобилось отдельное, но постоянное пространство имен. Я использовал классы. Я иначе. Сегрегированные, но постоянные имена - это замыкания.

>>> class f2:
...     def __init__(self):
...         self.a = 0
...     def __call__(self, arg):
...         self.a += arg
...         return(self.a)
...
>>> f=f2()
>>> f(2)
2
>>> f(2)
4
>>> f(4)
8
>>> f(8)
16

# **OR**
>>> f=f2() # **re-initialize**
>>> f(f(f(f(2)))) # **nested**
16

# handy in list comprehensions to accumulate values
>>> [f(i) for f in [f2()] for i in [2,2,4,8]][-1] 
16

Ответ 6

def nested1(num1): 
    print "nested1 has",num1
    def nested2(num2):
        print "nested2 has",num2,"and it can reach to",num1
        return num1+num2    #num1 referenced for reading here
    return nested2

дает:

In [17]: my_func=nested1(8)
nested1 has 8

In [21]: my_func(5)
nested2 has 5 and it can reach to 8
Out[21]: 13

Это пример того, что такое закрытие и как его можно использовать.

Ответ 7

Я хотел бы предложить еще одно простое сравнение между примером python и JS, если это поможет сделать вещи более ясными.

JS:

function make () {
  var cl = 1;
  function gett () {
    console.log(cl);
  }
  function sett (val) {
    cl = val;
  }
  return [gett, sett]
}

и выполнение:

a = make(); g = a[0]; s = a[1];
s(2); g(); // 2
s(3); g(); // 3

Python:

def make (): 
  cl = 1
  def gett ():
    print(cl);
  def sett (val):
    cl = val
  return gett, sett

и выполнение:

g, s = make()
g() #1
s(2); g() #1
s(3); g() #1

Причина:. Как и многие другие, упомянутые выше, в python, если во внутренней области есть присвоение переменной с тем же именем, создается новая ссылка во внутренней области. Не так с JS, если вы явно не объявляете одно с ключевым словом var.