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6月2日 01:31

Python 闭包是什么？变量怎么被记住的？

闭包是一个函数记住了自己被创建时的作用域里的变量，即使那个作用域已经执行完毕。Python 里闭包最常见的用途：工厂函数、延迟计算、替代简单类。

闭包怎么产生的

python
def make_counter(start=0):
    count = start
    def counter():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
    return counter

c = make_counter(10)
print(c())  # 11
print(c())  # 12

make_counter 执行完了，count 变量按理应该被销毁。但 counter 函数内部引用了 count，Python 会把 count 和 counter 绑在一起——这就是闭包。counter 闭包了 count 变量。

nonlocal 声明告诉 Python count 不是局部变量，而是外层作用域的变量。不加 nonlocal，count += 1 会在 counter 内部创建一个新的局部变量 count，而不是修改外层的。

闭包存储在哪里

闭包变量存在函数的 __closure__ 属性里：

python
print(c.__closure__)       # (<cell at 0x...: int object at ...>,)
print(c.__closure__[0].cell_contents)  # 12

每个被闭包的变量是一个 cell 对象。这就是 Python 实现闭包的底层机制。

常见用途

1. 工厂函数

根据参数生成不同的函数：

python
def power(exp):
    def f(base):
        return base ** exp
    return f

square = power(2)
cube = power(3)
print(square(5))  # 25
print(cube(5))    # 125

2. 缓存/记忆化

python
def memoize(fn):
    cache = {}
    def wrapper(*args):
        if args not in cache:
            cache[args] = fn(*args)
        return cache[args]
    return wrapper

@memoize
def fib(n):
    if n < 2: return n
    return fib(n-1) + fib(n-2)

print(fib(100))  # 瞬间出结果

cache 被 wrapper 闭包，不需要全局变量。这就是装饰器能工作的基础——装饰器本质上就是闭包。

3. 替代简单类

只有状态 + 一个方法的场景，闭包比类轻量：

python
# 闭包方式
def make_accumulator(initial=0):
    total = initial
    def add(value):
        nonlocal total
        total += value
        return total
    return add

acc = make_accumulator()
print(acc(10))  # 10
print(acc(20))  # 30

追问

闭包和类怎么选？

有多个方法或复杂状态管理用类。只有一个操作 + 简单状态用闭包。闭包更函数式，类更面向对象。

闭包会导致内存泄漏吗？

会。被闭包的变量不会在函数返回后释放，只要闭包函数还活着，变量就一直在。长期存活的闭包（如事件监听器、回调）要注意。

lambda 能形成闭包吗？

能。lambda x: x + offset 里的 offset 就是被闭包的变量。但 lambda 不能用 nonlocal，所以无法修改外层变量，只能读取。

标签：Python