Python中閉包與lambda的作用域解析

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Python閉包與lambda的作用域

lambda寫法

def fun():
    for i in range(3):
        yield lambda x : x * i

f0, f1, f2 = fun()
print(f0(1), f1(2), f2(3))

閉包的寫法

def fun():
    result = []
    for i in range(3):
        def demo(x):
            return x * i
        result.append(demo)
    return result
f0, f1, f2 = fun()
print(f0(1), f1(2), f2(3))

上面兩種寫法的結果都是2，4，6，按最初的想法結果應該是0，2，6。

問題原因：

問題的本事在python的變量查找規則，LEGB（local，enclousing，global，bulitin）,上面的例子中，i就是在閉包作用域(enclousing)，而Python的閉包是遲綁定，閉包中用到的變量i的值，是在內部函數被調用時查找到的。

解決辦法

將閉包作用域變為局部作用域

lambda寫法

def fun():
    for i in range(3):
        yield lambda x, i = i: x * i

f0, f1, f2 = fun()
print(f0(1), f1(2), f2(3))

閉包寫法

def fun():
    result = []
    for i in range(3):
        def demo(x, i=i):
            return x * i
        result.append(demo)
    return result
f0, f1, f2 = fun()
print(f0(1), f1(2), f2(3))

以上輸出結果0，2，6

另一種情況：

def fun():
    for i in range(3):
        yield lambda x : x * i
f0, f1, f2 = fun()
print(f0(1), f1(2), f2(3))

輸出結果還是2，4，6

問題原因

fun()方法返回的生成器(或迭代器)，並沒有真正的執行，而是在每次調用的時候進行執行。

在遍歷後執行打印時，i這個變量使用的是最後調用的值。將lambda看作閉包方法的話，變量i值還是閉包作用域(no local)

python當中的坑（閉包與lambda）

先來看一個栗子

def create():
    return [lambda x:i*x for i in range(5)]
 
for i in create():
    print(i(2))

結果：

8

8

8

8

8

create函數的返回值時一個列表，列表的每一個元素都是一個函數 －－ 將輸入參數x乘以一個倍數i的函數。預期的結果時0，2，4，6，8. 但結果是5個8，意外不意外。

由於出現這個陷阱的時候經常使用瞭lambda，所以可能會認為是lambda的問題，但lambda表示不願意背這個鍋。問題的本質在與python中的屬性查找規則，LEGB（local，enclousing，global，bulitin），在上面的例子中，i就是在閉包作用域（enclousing），而Python的閉包是 遲綁定 ， 這意味著閉包中用到的變量的值，是在內部函數被調用時查詢得到的

解決辦法也很簡單，那就是變閉包作用域為局部作用域。

def create():
    return [lambda x, i=i:i*x for i in range(5)]
 
for i in create():
    print(i(2))

換種寫法：

def create():
    a = []
    for i in range(5):
        def demo(x, i=i):
            return x*i
        a.append(demo)
    return a
 
for i in create():
    print(i(2))

以上兩種寫法是一樣的

結果：

0
2
4
6
8

再來一個問題相似的栗子

代碼很簡單：（聲明:python3問題）

nums = range(2,20)
for i in nums:
    nums = filter(lambda x: x==i or x%i, nums)
print(list(nums))

結果：

[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]

同樣按照正常的邏輯結果應該為：

[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19]

問題產生的原因：

  • 在python3當中filter()函數返回的是一個迭代器，因此並沒有做真正的執行，而是在每次調用的時候執行（python2中filter()返回的值列表，無此現象）
  • 在遍歷後執行打印時，現在執行循環當中的函數，同上面一個栗子的問題，i這個變量使用的是最後調用時的值，與以上栗子不同的是以上栗子用的是內嵌作用域的值，而這個栗子用的是全局i的值

修改代碼：

nums = range(2,20)
for i in nums:
    nums = filter(lambda x,i=i: x==i or x%i, nums)
print(list(nums))

結果：

[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19]

以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。

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