python 闭包

转载自https://serholiu.com/python-closures
了解闭包前，先了解一下变量作用域
看个例子：

def f1(a):
     print(a)
     print(b)

f1(2)
Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
    File "<stdin>", line 3, in f1
NameError: global name 'b' is not defined

上面的例子出错并不奇怪，如果我们先给b复制，然后调用f1函数，就不会出错了

b = 3
f1(3)
输出： 3
       3

再看一例：

b = 5
def f2(a):
     print(a)
     print(b)
     b = 6

f2(2)
3 
Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
    File "<stdin>", line 3, in f2
UnboundLocalError: local variable 'b' referenced before assignment

这不是缺陷，而是设计选择，python不要求声明变量，但是假定在函数定义体重赋值的变量是局部变量。如果在函数中赋值时想让解释器把 b 当成全局变量，要使用 global 声明。

其实，闭包指延伸了作用域的函数，其中包含函数定义体中引用、但是不在定义体中定义的非全局变量。函数是不是匿名的没有关系，关键是它能访问定义体之外定义的非全局变量。

def make_averager():
    series = []
    def averager(new_value):
        series.append(new_value)
        total = sum(series)
        return total/len(series)
    return averager

avg = make_averager()
avg(10)
avg(11)
avg(12)

注意，series 是 make_averager 函数的局部变量，因为那个函数的定义体中初始化了series：series = []。可是，调用 avg(10) 时，make_averager 函数已经返回了，而它的本地作用域也一去不复返了。在 averager 函数中，series 是自由变量（free variable）.
综上，闭包是一种函数，他会保留定义函数时存在的自由变量的绑定，这样调用函数时，虽然定义作用域不可用了，但是仍能使用那些绑定。注意，只有嵌套在其他函数中的函数才可能需要处理不在全局作用域中的外部变量。

def make_averager():
    count = 0
    total = 0
    def averager(new_value):
        count += 1
        total += new_value
        return total / count
    return averager


avg = make_averager()
avg(10)
Traceback (most recent call last):
...
UnboundLocalError: local variable 'count' referenced before assignment

这是怎么回事？对比之前的例子发现，我们的自由变量的类型是列表，现在是一个不可变的基本类型。当我们在嵌套函数中进行赋值操作时，其会试图把它当做局部变量。报错也就不足为奇了。为了解决这个问题，python3引入了nonlocal声明，他的作用是把变量标记为自由变量，即使在函数中为变量赋予了新值，也会变成自由变量。如果为nonlocal声明的变量赋予新值。闭包中保存的绑定会更新。

def make_averager():
    count = 0
    total = 0
    def averager(new_value):
        nonlocal count, total
        count += 1
        total += new_value
        return total / count
    return averager