闭包函数

闭包函数

闭包，又称闭包函数或者闭合函数，其实和嵌套函数类似，不同之处在于，闭包中外部函数返回的不是一个具体的值，而是一个函数。一般情况下，返回的函数会赋值给一个变量，这个变量可以在后面被继续执行调用。

在上面我们见过了再函数中调用函数本身，那么在函数中可不可以定义一个函数，

计算一个数的 n 次幂，用闭包可以写成下面的代码：

#闭包函数，其中 exponent 称为自由变量
def nth_power(exponent):
    def exponent_of(base):
        return base ** exponent
    return exponent_of # 返回值是 exponent_of 函数
square = nth_power(2) # 计算一个数的平方
cube = nth_power(3) # 计算一个数的立方
print(square(2))  # 计算 2 的平方
print(cube(2)) # 计算 2 的立方` 

运行结果为：

4
8

在上面程序中，外部函数 nth_power() 的返回值是函数 exponent_of()，而不是一个具体的数值。

需要注意的是，在执行完 square = nth_power(2) 和 cube = nth_power(3) 后，外部函数 nth_power() 的参数 exponent 会和内部函数 exponent_of 一起赋值给 squre 和 cube，这样在之后调用 square(2) 或者 cube(2) 时，程序就能顺利地输出结果，而不会报错说参数 exponent 没有定义。

上面的程序，完全可以写成下面的形式：

`#闭包函数，其中 exponent 称为自由变量
def nth_power(exponent):
    def exponent_of(base):
        return base ** exponent
    return exponent_of # 返回值是 exponent_of 函数

def nth_power_rewrite(base, exponent):
    return base ** exponent
# 不使用闭包
res1 = nth_power_rewrite(1, 2)
res2 = nth_power_rewrite(2, 2)
res3 = nth_power_rewrite(3, 2)
print(res1,res2,res3)
# 使用闭包
square = nth_power(2)
res1 = square(1)
res2 = square(2)
res3 = square(3)
print(res1,res2,res3)` 

上面程序确实可以实现相同的功能，不过使用闭包，可以让程序变得更简洁易读。设想一下，比如需要计算很多个数的平方，那么大家觉得写成下面哪一种形式更好呢？

显然第二种方式表达更为简洁，在每次调用函数时，都可以少输入一个参数。

其次，和缩减嵌套函数的优点类似，函数开头需要做一些额外工作，当需要多次调用该函数时，如果将那些额外工作的代码放在外部函数，就可以减少多次调用导致的不必要开销，提高程序的运行效率。

闭包和偏函数使用场景区别：

• 闭包函数是在自己定义函数的时候使用
• 偏函数时重新定义其他人提供的方法时使用

闭包的__closure__属性

闭包比普通的函数多了一个 closure 属性，该属性记录着自由变量的地址。当闭包被调用时，系统就会根据该地址找到对应的自由变量，完成整体的函数调用。

以 nth_power() 为例，当其被调用时，可以通过 closure 属性获取自由变量（也就是程序中的 exponent 参数）存储的地址，例如：

def nth_power(exponent):
    def exponent_of(base):
        return base ** exponent
    return exponent_of
square = nth_power(2)
#查看 __closure__ 的值
print(square.__closure__)
print(square.__closure__[0].cell_contents)` 

输出结果为：
> (<cell at 0x0000014454DFA948: int object at 0x00000000513CC6D0>,)
> 2

可以看到，显示的内容是一个 int 整数类型，这就是 square 中自由变量 exponent 的初始值。还可以看到，closure 属性的类型是一个元组，这表明闭包可以支持多个自由变量的形式。

掌握闭包函数对学习装饰器 有很大帮助

练习：

写一个闭包函数,要求 闭包函数传入一个值, 调用闭包函数后再传一个值,两个值相加并返回 : 外函数名f1 传参数n1,内嵌函数f2传参数n2

   def f1(n1):
      def f2(n2):
        return n1+n2
    return f2
  print(f4(2,3))#不使用闭包函数
    #使用闭包函数：
    f3=f1(2)
    print(f3(8))