理解Python装饰器，要先弄清闭包函数

前几天介绍了

Python的装饰器，

提到了函数这个First Clas Object的几个概念，其中闭包函数（Closures）简单说了些，今天再扩展一下有关Closures的内容，以加深对Python装饰器的了解。

什么是闭包(Closures)

怎么定义和使用

嵌套函数中的非局部变量

在了解闭包函数之前，我们首先要了解什么是嵌套函数和非局部变量。

在另一个函数中定义的函数被称为嵌套函数。 嵌套函数可以访问封闭作用域的变量。

在Python中，这些非局部变量默认只能被读取。如果要修改它，我们必须先用“nonlocal”关键字明确声明它是非局部的，才能改变这个变量的赋值。

先看看"nonlocal"的作用是什么？

这个例子中，inner_function()嵌套在outer_function()中。

变量“a”在outer_function()中。所以，如果我们想要在inner_fuction()中修改“a”，我们必须用"nonlocal"声明它是非局部，注意，这里的"a"不是全局变量。

因此我们看到在里面的嵌套函数inner_function()成功修改了外部的变量。

如果不使用关键字"nonlocal"，我们得到的结果是这样的：

这里我们没有声明嵌套函数中的变量是非局部的，因此一个新的同名的变量虽然被建立，但是正如我们所看到的，外部的非局部变量"a"却没有被修改。

再来看一个访问非局部变量的嵌套函数的示例。

嵌套函数printer()可以访问外部闭包函数的非局部变量"msg"。

定义闭包函数

从上面的例子中，我们可以看到，嵌套函数可以访问封闭作用域中的非局部变量。

那么，如果函数print_msg()的最后一行返回printe()函数，而不是调用它，又会发生什么呢？我们要重新定义一下函数的功能：

在这里调用函数print_msg()时，附上了参数字符串"Hello"，并且将返回的函数赋值给变量"another"。在调用函数another()时，虽然已经完成了函数print_msg()的执行，但这些参数信息一起被记录下来。

数据("Hello")被附加到代码中，这就是Python中的闭包(Closure)。

即使变量超出了作用域，或者函数本身从当前命名空间中移除了，封闭作用域中的这个值也会被记住。

实际操作一下，我们删除函数print_msg，看看会发生什么：

创建闭包函数的条件

从上面的例子可以看出，当一个嵌套函数在其封闭作用域内引用一个值时，我们在Python中就有了一个闭包。

以下几点总结了在Python中创建闭包必须满足的条件。

我们必须有一个嵌套函数（函数内的函数）。

嵌套函数必须引用外部封闭函数中定义的值。

外部封闭函数必须返回嵌套函数。

什么时候用闭包函数？

闭包函数可以避免使用全局值，并且提供某种形式的数据隐藏。 它也可以为这个问题提供一个面向对象的解决方案。

当一个类(Class)中只有很少的方法(method)时(大多数情况下只有一种方法)，闭包可以提供一个备用和更优雅的解决方案。 但是，当属性和方法的数量变得很多时，最好还是用类（Class）来实现。

下面是一个简单的例子，闭包可能比定义类和对象更可取。 但是，怎样取决还是看自己的偏好了。

Python中的装饰器广泛地使用着闭包。

最后要说明的是，最好指出闭包函数中包含的值。

所有函数对象都有一个__closure__属性，如果它是一个闭包函数，它将返回一个元组对象。

参考上面的例子，我们知道times3和times5是闭包函数。

用cell_contents可以看到储存的这个值：

以上就是有关闭包的一些内容，弄明白了，对理解装饰器很有帮助。

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