函式作為返回值

高階函式除了可以接受函式作為引數外，還可以把函式作為結果值返回。

我們來實現一個可變引數的求和。通常情況下，求和的函式是這樣定義的：

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，而是在後面的程式碼中，根據需要再計算怎麼辦？可以不返回求和的結果，而是返回求和的函式：

def lazy_sum(*args):
    def sum():
        ax = 0
        for n in args:
            ax = ax + n
        return ax
    return sum
 

當我們呼叫lazy_sum()時，返回的並不是求和結果，而是求和函式：

>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f
<function lazy_sum.<locals>.sum at 0x101c6ed90>

呼叫函式f時，才真正計算求和的結果：

>>> f()
25

在這個例子中，我們在函式lazy_sum中又定義了函式sum，並且，內部函式sum可以引用外部函式lazy_sum的引數和區域性變數，當lazy_sum返回函式sum時，相關引數和變數都儲存在返回的函式中，這種稱為“閉包（Closure）”的程式結構擁有極大的威力。

請再注意一點，當我們呼叫lazy_sum()時，每次呼叫都會返回一個新的函式，即使傳入相同的引數：

>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f1==f2
False

f1()和f2()的呼叫結果互不影響。

閉包

內層函式引用了外層函式的變數（引數也算變數），然後返回內層函式的情況，稱為閉包（Closure）。

閉包的特點是返回的函式還引用了外層函式的區域性變數，所以，要正確使用閉包，就要確保引用的區域性變數在函式返回後不能變。

注意到返回的函式在其定義內部引用了局部變數args，所以，當一個函式返回了一個函式後，其內部的區域性變數還被新函式引用，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，返回的函式並沒有立刻執行，而是直到呼叫了f()才執行。我們來看一個例子：

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，每次迴圈，都建立了一個新的函式，然後，把建立的3個函式都返回了。

你可能認為呼叫f1()，f2()和f3()結果應該是1，4，9，但實際結果是：

>>> f1()
9
>>> f2()
9
>>> f3()
9

全部都是9！原因就在於返回的函式引用了變數i，但它並非立刻執行。等到3個函式都返回時，它們所引用的變數i已經變成了3，因此最終結果為9。

 返回閉包時牢記一點：返回函式不要引用任何迴圈變數，或者後續會發生變化的變數。

如果一定要引用迴圈變數怎麼辦？方法是再建立一個函式，用該函式的引數繫結迴圈變數當前的值，無論該迴圈變數後續如何更改，已繫結到函式引數的值不變：

def count():
    def f(j):
        def g():
            return j*j
        return g
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        fs.append(f(i)) # f(i)立刻被執行，因此i的當前值被傳入f()
    return fs

再看看結果：

>>> f1, f2, f3 = count()
>>> f1()
1
>>> f2()
4
>>> f3()
9

缺點是程式碼較長，可利用lambda函式縮短程式碼。

練習

利用閉包返回一個計數器函式，每次呼叫它返回遞增整數：

方法1:使用list在函式內部引用其地址，並改變其值

def createCounter():
    a = [0]
    def counter():
        a[0] += 1
        return a[0]
    return counter

這裡用 a = 0就不可行，如果一定要用a = 0需要藉助nonlocal

#nonlocal很重要，不然會報變數作用域的錯可以以重新定義變數

def createCounter():
    a=0
    def counter():
        nonlocal a
        a +=1
        return a
    return counter

這裡解釋起來就要設計到python中引用變數的順序： 當前作用域區域性變數->外層作用域變數->當前模組中的全域性變數->python內建變數 。詳見另一篇部落格https://blog.csdn.net/qq_21294095/article/details/85094502

 方法2:使用generator

def createCounter():
    def g():
        n = 0
        while True:
            n = n+1
            yield n

    t = g()

    def counter():
        return next(t)

    return counter

小結

一個函式可以返回一個計算結果，也可以返回一個函式。

返回一個函式時，牢記該函式並未執行，返回函式中不要引用任何可能會變化的變數。

原地址：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/001431835236741e42daf5af6514f1a8917b8aaadff31bf000