Python Lambda闭合作用域

Question

我正在尝试使用闭包从函数签名中消除一个变量（应用程序是编写为接口连接Qt信号以控制大量参数到存储值的字典中所需的所有函数）。

我不明白为什么在所有情况下都使用lambdanot包装在另一个函数中的情况返回姓氏。

names = ['a', 'b', 'c']

def test_fun(name, x):
    print(name, x)

def gen_clousure(name):
    return lambda x: test_fun(name, x)

funcs1 = [gen_clousure(n) for n in names]
funcs2 = [lambda x: test_fun(n, x) for n in names]

# this is what I want
In [88]: for f in funcs1:
   ....:     f(1)
a 1
b 1
c 1

# I do not understand why I get this
In [89]: for f in funcs2:
   ....:     f(1)
c 1
c 1
c 1

Answer 1

原因是闭包（lambda或其他形式）关闭了名称，而不是值。定义时lambda x: test_fun(n, x)，不对n求值，因为它位于函数内部。调用该函数时将对其进行评估，此时该值是循环中的最后一个值。

你在一开始就说过要“使用闭包从函数签名中消除变量”，但实际上并不是这样。（不过，请参见下文，一种可能使你满意的方式，具体取决于你所说的“消除”的含义。）定义函数时，不会评估函数体内的变量。为了使函数对在函数定义时存在的变量进行“快照”，必须将变量作为参数传递。这样做的通常方法是为函数提供一个参数，其默认值为外部作用域中的变量。看一下这两个示例之间的区别：

>>> stuff = [lambda x: n+x for n in [1, 2, 3]]
>>> for f in stuff:
...     print f(1)
4
4
4
>>> stuff = [lambda x, n=n: n+x for n in [1, 2, 3]]
>>> for f in stuff:
...     print f(1)
2
3
4

在第二个示例中，将n参数作为参数传递给“锁定”该函数的当前n值。如果要以这种方式锁定值，则必须执行类似的操作。（如果它不能以这种方式工作，那么全局变量之类的东西将根本无法工作；在使用时查找自由变量是至关重要的。）

请注意，关于此行为的所有内容都不特定于lambda。如果def用于定义引用来自封闭范围的变量的函数，则相同的作用域规则有效。

如果确实需要，可以避免在返回的函数中添加额外的参数，但是，你必须将该函数包装在另一个函数中，如下所示：

>>> def makeFunc(n):
...     return lambda x: x+n
>>> stuff = [makeFunc(n) for n in [1, 2, 3]]
>>> for f in stuff:
...     print f(1)
2
3
4

在此，内部lambda仍会n在调用时查找其值。但是n它所指的不再是全局变量，而是封闭函数内部的局部变量makeFunc。每次makeFunc调用时都会创建此局部变量的新值，并且返回的lambda将创建一个闭包，该闭包“保存”对于的调用有效的局部变量值makeFunc。因此，循环中创建的每个函数都有其自己的“私有”变量，称为x。（对于这种简单的情况，也可以使用lambda作为外部函数— stuff = [(lambda n: lambda x: x+n)(n) for n in [1, 2, 3]]—来完成，但这可读性较差。）

请注意，你仍然必须将你n的参数作为参数传递，只是，通过这种方式，你不必将其作为参数传递给最终进入stuff列表的同一函数。而是将其作为参数传递给创建要放入的函数的辅助函数stuff。使用这种两种功能的方法的优点是返回的函数“干净”且没有多余的参数。如果要包装接受很多参数的函数，这可能会很有用，在这种情况下，记住n参数在列表中的位置可能会引起混淆。这样做的缺点是，由于需要另一个封闭函数，因此制作函数的过程更加复杂。

结果是需要权衡：你可以使函数创建过程更简单（即，不需要两个嵌套函数），但随后必须使结果函数更复杂（即，它具有这个额外的n=n参数） 。或者可以使函数更简单（即，它没有n=n参数），但是必须使函数创建过程更复杂（即，需要两个嵌套函数来实现该机制）。