函数对象与闭包函数

一 函数对象

????????通过函数对象的特点，我们可以更加灵活地使用和处理函数。这使得函数可以像其他对象一样在代码中进行传递、引用和定制。具体可以分为四个方面的使用，我们如下

1.1 函数可以被引用

>>> def add(x,y):
...     return x+y
... 
>>> func=add
>>> func(1,2)
#3

1.2 函数可以作为容器类型的元素

>>> dic={'add':add,'max':max}
>>> dic
{'add': <function add at 0x100661e18>, 'max': <built-in function max>}
>>> dic['add'](1,2)
#3

1.3 函数可以作为参数传入另外一个函数

>>> def foo(x,y,func):
...     return func(x,y)
...
>>> foo(1,2,add)
3

1.4 函数的返回值可以是一个函数

>>> def bar():
...     return add
...
>>> func=bar()
>>> func(1,2)
3

1.5? 函数可以拥有属性：可以在函数对象上动态添加属性，比如自定义的属性或者方法。

def add(a, b):
    return a + b

add.description = "This function adds two numbers."  # 给函数对象添加description属性

print(add.description)  # 访问函数对象的属性

二 闭包函数

2.1 闭与包

????????基于函数对象的概念，可以将函数返回到任意位置去调用，但作用域的关系是在定义完函数时就已经被确定了的，与函数的调用位置无关。

x=1

def f1():
    def f2():
        print(x)

    return f2

def f3():
    x=3
    f2=f1() #调用f1()返回函数f2
    f2() #需要按照函数定义时的作用关系去执行，与调用位置无关

f3() #结果为1

????????也就是说函数被当做数据处理时，始终以自带的作用域为准。若内嵌函数包含对外部函数作用域（而非全局作用域）中变量的引用，那么该’内嵌函数’就是闭包函数，简称闭包(Closures)

x=1
def outer():
    x=2
    def inner():
        print(x)
    return inner

func=outer()
func() # 结果为2

????????可以通过函数的closure属性，查看到闭包函数所包裹的外部变量

>>> func.__closure__
(<cell at 0x10212af78: int object at 0x10028cca0>,)
>>> func.__closure__[0].cell_contents
2

????????“闭”代表函数是内部的，“包”代表函数外’包裹’着对外层作用域的引用。因而无论在何处调用闭包函数，使用的仍然是包裹在其外层的变量。

2.2 闭包的用途

????????目前为止，我们得到了两种为函数体传值的方式，一种是直接将值以参数的形式传入，另外一种就是将值包给函数

import requests

#方式一：
def get(url):
    return requests.get(url).text

#方式二：
def page(url):
    def get():
        return requests.get(url).text
    return get

????????提示：requests模块是用来模拟浏览器向网站发送请求并将页面内容下载到本地，需要事先安装：pip3 install requests

????????对比两种方式，方式一在下载同一页面时需要重复传入url，而方式二只需要传一次值，就会得到一个包含指定url的闭包函数，以后调用该闭包函数无需再传url

# 方式一下载同一页面
get('https://www.python.org')
get('https://www.python.org')
get('https://www.python.org')
……

# 方式二下载同一页面
python=page('https://www.python.org')
python()
python()
python()
……

????????闭包函数的这种特性有时又称为惰性计算。使用将值包给函数的方式，在接下来的装饰器中也将大有用处

总的来说就是：

????????闭包是指在一个函数内部定义的函数，并且这个内部函数可以访问外部函数的局部变量。闭包函数通常用来隐藏数据，同时可以延续局部变量的生命周期。在Python中，闭包函数可以通过以下方式创建：

def outer_function(x):
    def inner_function(y):
        return x + y
    return inner_function

add_five = outer_function(5)  # 在outer_function内部定义了inner_function，并返回该函数
result = add_five(3)  # 调用add_five，实际上是调用inner_function，这里的x被保存在闭包中
print(result)  # 输出8

????????在这个例子中，outer_function返回了一个函数inner_function，并且inner_function可以访问outer_function的参数x。当我们调用outer_function时，返回的inner_function形成了闭包，其中的x值被保留下来，可以在之后的调用中继续使用。

闭包函数的特点包括：

1. 内部函数定义在外部函数内部。
2. 内部函数可以访问外部函数的局部变量。
3. 外部函数返回内部函数。
4. 闭包函数可以延续外部函数局部变量的生命周期。

闭包函数在实际编程中常用于封装数据，并且可以在函数之间共享这些数据。这种机制对于实现一些特定的设计模式、懒加载等场景非常有用。