如何在 Python 闭包中捕获值

Question

如何在 python 闭包中捕获值（而不是引用）？

我尝试过的：

这是一个创建无参数函数列表的函数，每个函数都输出一个字符串：

def makeListOfFuncs( strings):
  list = []
  for str in strings:
    def echo():
      return str
    list.append( echo)
  return list

如果 python 中的闭包像其他所有语言一样工作，我希望这样的调用：

for animalFunc in makeListOfFuncs( ['bird', 'fish', 'zebra']):
  print( animalFunc())

... 会产生如下输出：

bird
fish
zebra

但在 python 中，我们得到：

zebra
zebra
zebra

显然，echo 函数的闭包正在捕获对 str 的引用，而不是在闭包构造时调用帧中的值。

如何定义 makeListOfFuncs，以便得到 'bird'、'fish'、'zebra'？

Answer 1

如果你知道 Python 内部的闭包是如何工作的，那么 Python 闭包并不奇怪。

def makeListOfFuncs( strings):
  list = []
  for str in strings:
    def echo():
      return str
    list.append( echo)
  return list

您正在返回一个闭包列表。变量“str”在作用域之间共享，它在两个不同的作用域中。当python看到它时，它会创建一个中间对象。此对象包含对另一个对象“str”的引用。对于每个闭包，它都是同一个单元格。你可以测试一下：

closures_list= makeListOfFuncs( ['bird', 'fish', 'zebra'])
 # Those will return same cell address
 closures_list[0].__closure__
 closures_list[1].__closure__
 closures_list[2].__closure__

当您调用makeListOfFuncs 时，它将运行for 循环，并且在循环结束时，中间对象将指向“zebra”。因此，当您调用每个闭包 print( animalFunc()) 时，它将访问引用“zebra”的中间 obj。

你必须想一想当 python 创建一个函数以及它对它求值时会发生什么。

def echo():
  return str

我们需要以某种方式捕获“str”的值作为正在创建的函数。因为如果你等到函数被评估，那就太晚了。另一种解决方案是定义一个默认值：

def makeListOfFuncs( strings):
    list = []
    for str in strings:
        def echo(y=str):
            return y
        list.append( echo)
    return list

for animalFunc in makeListOfFuncs( ['bird', 'fish', 'zebra']):
    print( animalFunc())

此解决方案有效，因为默认值会在创建时进行评估。所以在创建echo 时，将使用默认值“str”。默认值不会指向单元格。

在第一次迭代中，默认值为“bird”。 Python 不会将此视为free variable。在这种情况下，我们甚至没有创建闭包，我们正在创建函数。在下一次迭代“鱼”和最后一次迭代“斑马”将被打印

Answer 2

我在Bob Kerner 的博客文章中找到了答案here。

def makeListOfFuncs( strings):
  list = []
  for str in strings:
    def generateFunc( str):
      def echo():
        return str
      return echo
    list.append( generateFunc( str))
  return list

for animalFunc in makeListOfFuncs( ['bird', 'fish', 'zebra']):
  print( animalFunc())

Python 闭包很奇怪。