1、什麼是閉包

在介紹閉包概念前，我們先來看一段簡短的程式碼

def sum_calc(*args):
    def wrapper():
        sum = 0
        for n in args:
            sum += n;
        return sum
    return wrapper

很顯然，這段程式碼定義了一個名為sum_calc的函式，但和定義的普通函式不同的是這個函式體的內部又定義了一個名為wrapper的函式，並且sum_calc函式的返回值是內部定義wrapper函式。

現在我們開始來呼叫sum_calc函式，看看會出現哪些有趣的事情

>>> f = sum_calc(1, 2, 3, 4, 5)
>>> f
<function sum_calc.<locals>.wrapper at 0x0000025693AC2D30>
>>> f()
15

從執行結果來看，當我們呼叫sum_calc時，返回的並不是求和結果，而是內部定義的求和函式。

繼續呼叫sum_calc返回函式時，才真正計算出求和的結果。

當我們繼續呼叫一次sum_calc，傳入相同引數

>>> f1 = sum_calc(1, 2, 3, 4, 5)
>>> f2 = sum_calc(1, 2, 3, 4, 5)
 
>>> f1 == f2
False
>>> f1()
15
>>> f2()
15

每次呼叫sum_calc，即使傳入相同的引數，兩次返回的物件不同，且f1()和f2()的結果互不影響。

在這個例子中，我們在sum_calc函式中定義的wrapper函式，wrapper函式可以引用外部函式sum_calc的引數和區域性變數，當sum_calc返回函式wrapper時，相關引數儲存在返回的函式中，可以被返回的函式繼續使用，我們把這種情況稱為“閉包”。

參考維基百科，對“閉包”進行更嚴謹的解釋：

在電腦科學中，閉包（英語：Closure），又稱詞法閉包（Lexical Closure）或函式閉包（function closures），是引用了自由變數

2、閉包陷阱

def my_fun():
    fs = []
    for i in range(0, 3):
        def f():
             return i*i
        fs.append(f)
    return fs

f1, f2, f3 = count()

在上面的例子中，每次迴圈，都建立了一個新的函式，然後，把建立的3個函式都放在列表中返回。

我們可能認為，f1()、f2()、f3()結果是0、1、4，但實際結果是4

>>> f1()
4
>>> f2()
4
>>> f3()
4

這個例子可以說是典型的錯誤使用閉包的案例，my_fun返回的並不是一個閉包函式，而是一個包含三個閉包函式的一個列表。

在返回閉包列表fs之前for迴圈的變數的值已經發生改變了，迴圈內閉包函式僅聲明瞭自己計算方式，並不會立即使用當前i的值進行計算。只有在真正呼叫閉包函式時，才會真正的執行閉包函式內的計算，而此時存放的i的值已經是2，所以f1()、f2()、f3()的結果是4而不是我在之前期待的0、1、4。

經過上面的分析，我們得出下面一個重要的經驗：返回閉包中不要引用任何迴圈變數，或者後續會發生變化的變數。

正確寫法

def my_fun(*args):
    L = []
    for i in range(3):
        def wrapper(_i = i):
            return _i * _i
        L.append(wrapper)
    return L    

3、閉包實現機制

閉包比普通的函式多了一個 __closure__ 屬性，該屬性記錄著自由變數內容。當閉包被呼叫時，系統就會根據該地址找到對應的自由變數，完成整體的函式呼叫

還以 sum_calc() 為例，當其被呼叫時，可以通過 __closure__ 屬性獲取自由變數（也就是程式中的 args引數）內容，例如：

def sum_calc(*args):
    def wrapper():
        sum = 0
        for n in args:
            sum += n;
        return sum
    return wrapper

輸出結果：

>>> f1 = sum_calc(1, 2, 3, 4, 5)
>>> f1.__closure__
(<cell at 0x0000025693A5E4C0: tuple object at 0x0000025693AE5400>,)

>>> f1.__closure__[0].cell_contents
(1, 2, 3, 4, 5）

可以看到，顯示的內容是一個tuple型別，這就是f1中自由變數args的值。還可以看到，__closure__ 屬性的型別是一個元組，這表明閉包可以支援多個自由變數的形式。