我在Python中见过并使用过嵌套函数,它们与闭包的定义相匹配。那么为什么它们被称为“嵌套函数”而不是“闭包”呢?

嵌套函数不是闭包,因为它们不被外部使用吗?

更新:我正在阅读关于闭包的文章,它让我想到了关于Python的这个概念。我搜索了下面评论中有人提到的文章,但我不能完全理解文章中的解释,所以我才问这个问题。


当前回答

《计算机程序的结构和解释》(SICP)的读者:闭包有两种不相关的含义(CS VS Math),后一种含义见维基百科(Wikipedia):

在20世纪80年代,Sussman和Abelson还将闭包一词用于另一个不相关的含义:将数据添加到数据结构中以同时能够添加嵌套数据结构的操作符的属性。该术语的这种用法来自数学用法,而不是先前在计算机科学中的用法。作者认为这种术语上的重叠是“不幸的”。

https://en.wikipedia.org/wiki/Closure_ (computer_programming) # History_and_etymology

第二个(数学)含义也在Python的SICP中使用,参见例如元组的讨论

我们能够将元组用作其他元组的元素,这为我们的编程语言提供了一种新的组合方式。我们把元组以这种方式嵌套的能力称为元组数据类型的闭包属性。通常,如果组合结果本身可以使用相同的方法组合,则组合数据值的方法满足闭包性质。

2.3 Python中的| SICP序列

其他回答

我想提供另一个简单的比较python和JS的例子,如果这有助于使事情更清楚。

JS:

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

和执行:

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

和执行:

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

原因:正如上面许多人所说,在python中,如果内部作用域对同名变量赋值,则会在内部作用域中创建一个新的引用。JS则不是这样,除非你显式地用var关键字声明一个。

Python对闭包的支持很弱。要理解我的意思,请参考以下使用JavaScript闭包的计数器示例:

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

闭包非常优雅,因为它赋予了这样编写的函数拥有“内部内存”的能力。从Python 2.7开始,这是不可能的。如果你尝试

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

count = initCounter();

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

你会得到一个错误,说x没有定义。但如果其他人已经证明你可以打印它,那怎么可能呢?这是因为Python是如何管理函数变量作用域的。内部函数可以读取外部函数的变量,但不能写入它们。

这真是太遗憾了。但是只有只读闭包,你至少可以实现函数装饰器模式,Python为此提供了语法糖。

更新

正如前面所指出的,有很多方法可以处理python的作用域限制,我将介绍一些方法。

1. 使用global关键字(一般不推荐)。

2. 在Python 3中。X,使用nonlocal关键字(建议使用@unutbu和@leewz)

3.定义一个简单的可修改类Object

class Object(object):
    pass

并在initCounter中创建一个Object范围来存储变量

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

    return counter

由于作用域实际上只是一个引用,对其字段所采取的操作并不真正修改作用域本身,因此不会出现错误。

4. @unutbu指出的另一种方法是将每个变量定义为一个数组(x =[0]),并修改它的第一个元素(x[0] += 1)。同样没有出现错误,因为x本身没有被修改。

5. 正如@raxacoricofallapatorius所建议的,你可以让x成为counter的一个属性

def initCounter ():

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

    counter.x = 0
    return counter

《计算机程序的结构和解释》(SICP)的读者:闭包有两种不相关的含义(CS VS Math),后一种含义见维基百科(Wikipedia):

在20世纪80年代,Sussman和Abelson还将闭包一词用于另一个不相关的含义:将数据添加到数据结构中以同时能够添加嵌套数据结构的操作符的属性。该术语的这种用法来自数学用法,而不是先前在计算机科学中的用法。作者认为这种术语上的重叠是“不幸的”。

https://en.wikipedia.org/wiki/Closure_ (computer_programming) # History_and_etymology

第二个(数学)含义也在Python的SICP中使用,参见例如元组的讨论

我们能够将元组用作其他元组的元素,这为我们的编程语言提供了一种新的组合方式。我们把元组以这种方式嵌套的能力称为元组数据类型的闭包属性。通常,如果组合结果本身可以使用相同的方法组合,则组合数据值的方法满足闭包性质。

2.3 Python中的| SICP序列

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

给:

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

这是一个关于闭包是什么以及如何使用它的例子。

Python 2没有闭包——它有类似闭包的变通方法。

已经给出的答案中有很多例子——将变量复制到内部函数,在内部函数上修改对象,等等。

在Python 3中,支持更加显式和简洁:

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

用法:

start = closure()
another = closure() # another instance, with a different stack

start() # prints 1
start() # prints 2

another() # print 1

start() # prints 3

nonlocal关键字将内部函数绑定到显式提到的外部变量,实际上将其封闭起来。因此更明确的是一个“闭包”。