Python中用函数作为返回值和实现闭包的教程

函数作为返回值

高阶函数除了可以接受函数作为参数外，还可以把函数作为结果值返回。

我们来实现一个可变参数的求和。通常情况下，求和的函数是这样定义的：

    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，而是在后面的代码中，根据需要再计算怎么办？可以不返回求和的结果，而是返回求和的函数！

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

当我们调用lazy_sum()时，返回的并不是求和结果，而是求和函数：

    >>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
    >>> f
    <function sum at 0x10452f668>

调用函数f时，才真正计算求和的结果：

    >>> f()
    25

在这个例子中，我们在函数lazy_sum中又定义了函数sum，并且，内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量，当lazy_sum返回函数sum时，相关参数和变量都保存在返回的函数中，这种称为"闭包（Closure）"的程序结构拥有极大的威力。

请再注意一点，当我们调用lazy_sum()时，每次调用都会返回一个新的函数，即使传入相同的参数：

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

f1()和f2()的调用结果互不影响。
闭包

注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量args，所以，当一个函数返回了一个函数后，其内部的局部变量还被新函数引用，所以，闭包用起来简单，实现起来可不容易。

另一个需要注意的问题是，返回的函数并没有立刻执行，而是直到调用了f()才执行。我们来看一个例子：

    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，每次循环，都创建了一个新的函数，然后，把创建的3个函数都返回了。

你可能认为调用f1()，f2()和f3()结果应该是1，4，9，但实际结果是：

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

全部都是9！原因就在于返回的函数引用了变量i，但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时，它们所引用的变量i已经变成了3，因此最终结果为9。

返回闭包时牢记的一点就是：返回函数不要引用任何循环变量，或者后续会发生变化的变量。

如果一定要引用循环变量怎么办？方法是再创建一个函数，用该函数的参数绑定循环变量当前的值，无论该循环变量后续如何更改，已绑定到函数参数的值不变：

    >>> def count():
    ...   fs = []
    ...   for i in range(1, 4):
    ...     def f(j):
    ...       def g():
    ...         return j*j
    ...       return g
    ...     fs.append(f(i))
    ...   return fs
    ... 
    >>> f1, f2, f3 = count()
    >>> f1()
    1
    >>> f2()
    4
    >>> f3()
    9

缺点是代码较长，可利用lambda函数缩短代码。