函數作為返回值
高階函數除了可以接受函數作為參數外,還可以把函數作為結果值返回。
我們來實現一個可變參數的求和。通常情況下,求和的函數是這樣定義的:
1
2
3
4
5
|
def calc_sum( * args): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax |
但是,如果不需要立刻求和,而是在后面的代碼中,根據需要再計算怎么辦?可以不返回求和的結果,而是返回求和的函數!
1
2
3
4
5
6
7
|
def lazy_sum( * args): def sum (): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax return sum |
當我們調用lazy_sum()時,返回的并不是求和結果,而是求和函數:
1
2
3
|
>>> f = lazy_sum( 1 , 3 , 5 , 7 , 9 ) >>> f <function sum at 0x10452f668 > |
調用函數f時,才真正計算求和的結果:
1
2
|
>>> f() 25 |
在這個例子中,我們在函數lazy_sum中又定義了函數sum,并且,內部函數sum可以引用外部函數lazy_sum的參數和局部變量,當lazy_sum返回函數sum時,相關參數和變量都保存在返回的函數中,這種稱為“閉包(Closure)”的程序結構擁有極大的威力。
請再注意一點,當我們調用lazy_sum()時,每次調用都會返回一個新的函數,即使傳入相同的參數:
1
2
3
4
|
>>> f1 = lazy_sum( 1 , 3 , 5 , 7 , 9 ) >>> f2 = lazy_sum( 1 , 3 , 5 , 7 , 9 ) >>> f1 = = f2 False |
f1()和f2()的調用結果互不影響。
閉包
注意到返回的函數在其定義內部引用了局部變量args,所以,當一個函數返回了一個函數后,其內部的局部變量還被新函數引用,所以,閉包用起來簡單,實現起來可不容易。
另一個需要注意的問題是,返回的函數并沒有立刻執行,而是直到調用了f()才執行。我們來看一個例子:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
def count(): fs = [] for i in range ( 1 , 4 ): def f(): return i * i fs.append(f) return fs f1, f2, f3 = count() |
在上面的例子中,每次循環,都創建了一個新的函數,然后,把創建的3個函數都返回了。
你可能認為調用f1(),f2()和f3()結果應該是1,4,9,但實際結果是:
1
2
3
4
5
6
|
>>> f1() 9 >>> f2() 9 >>> f3() 9 |
全部都是9!原因就在于返回的函數引用了變量i,但它并非立刻執行。等到3個函數都返回時,它們所引用的變量i已經變成了3,因此最終結果為9。
返回閉包時牢記的一點就是:返回函數不要引用任何循環變量,或者后續會發生變化的變量。
如果一定要引用循環變量怎么辦?方法是再創建一個函數,用該函數的參數綁定循環變量當前的值,無論該循環變量后續如何更改,已綁定到函數參數的值不變:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
|
>>> def count(): ... fs = [] ... for i in range ( 1 , 4 ): ... def f(j): ... def g(): ... return j * j ... return g ... fs.append(f(i)) ... return fs ... >>> f1, f2, f3 = count() >>> f1() 1 >>> f2() 4 >>> f3() 9 |
缺點是代碼較長,可利用lambda函數縮短代碼。