闭包：什么是好的用例示例？为什么不是函子？它值得负面吗？

Question

我最近涉足 Python。以前，我主要使用 C++ 和 Matlab 编写数值和数据分析代码。我看到很多关于 Python 和 Ruby 以及闭包的讨论。几乎所有的例子都是这样的：

>>> def makeAdder(y):
...  def myAdder(x):
...   return x + y
...  return myAdder
... 
>>> f = makeAdder(10)
>>> f(5)
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我知道这在某种意义上是有用的。然而，实际上，这种情况下的行为（“只读”情况）可以很容易地被对象（函子）模拟：

>>> class MyAdder(object):
...  def __init__(self,y):
...   self.y = y
...  def __call__(self,x):
...   return self.y + x
... 
>>> f = MyAdder(5)
>>> f(10)
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该对象不会占用更多的空间来编写代码，而且用途更加广泛。跟踪和调试后续代码也容易得多。

在这种情况下，我们只从非局部变量中读取。但我们也可以写入它：在 Ruby 中，自然是在 Python 中使用 nonlocal 关键字。该对象当然也支持这一点。但是有了对象，您就可以将数据捆绑在一起，这样您就可以确切地知道发生了什么。闭包可能以完全不透明的方式携带变量，这可能导致代码难以调试。这是一个非常奇怪的例子：

irb(main):001:0> def new_counter
irb(main):002:1> x = 0
irb(main):003:1> lambda { x +=1 }
irb(main):004:1> end
=> nil
irb(main):005:0> counter_a = new_counter
=> #<Proc:0x00007f85c6421cd0@(irb):3>
irb(main):006:0> counter_a.call
=> 1
irb(main):007:0> counter_a.call
=> 2

至少对我来说，这种行为是不直观的。它也有可能导致内存泄漏。这给了你大量的绳子来吊死自己。同样，这在 Ruby 中尤其如此，您不需要显式启用它（与 Python 不同），并且因为在 Ruby 中，其主要代码中都有块，它们可以访问所有内容。如果由于处于闭包中而导致外部变量发生更改，那么如果您传递该闭包，则可以使变量无限期地更改，并且超出其所在位置的范围。与始终安全地携带其数据的对象形成对比。

为什么你听到很多关于闭包有多好的讨论，以及它们应该如何潜在地包含在 Java 中，当它们不完全在 Python 中时它是多么糟糕等等？为什么不使用函子？或者重构代码以避免，考虑到它们有多危险？澄清一下，我不是那种口吐白沫的OO类型。我是否低估了它们的用途，夸大了它们的危险，或两者兼而有之？

编辑：也许我应该区分三件事：只读取一次的闭包（这是我的示例显示的，几乎每个人都在讨论），一般读取的闭包和写入的闭包。如果您使用外部函数的局部变量在另一个函数内部定义一个函数，那么这几乎不会再次困扰您。我无法以任何我能想到的方式访问该空间中的变量，因此您无法更改它。这是非常安全的，并且是一种方便的（可能不仅仅是仿函数）生成函数的方法。 另一方面，如果您在类方法或主线程内创建一个闭包，它会在每次调用时读取可以从其他地方访问的变量。所以它可以改变。我认为这是危险的，因为关闭的变量不会出现在函数头中。您可以在代码的第 1 页上说一个长闭包，它关闭了主线程变量 x，然后出于不相关的原因修改 x。然后重新使用闭包，得到你不理解的奇怪行为，这可能很难调试。 如果您真的写入封闭变量，那么正如我使用 Ruby 的示例所示，您确实有可能造成混乱并导致意外行为。

Edit2：我给出了第三次使用闭包的奇怪行为示例，写入非局部变量。这是第二次使用（在可以修改其封闭变量的范围内定义闭包）的奇怪（不那么糟糕）行为的示例：

>>> fs = [(lambda n: i + n) for i in range(10)]
>>> fs[4](5)
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Answer 1

可读性。您的 Python 示例显示了与函子相比，闭包版本更加明显和易于阅读。

我们还巧妙地避免创建一个除了像函数一样什么都不做的类——这有冗余的味道。

如果没有别的，当我们做某事时，it makes sense to describe it as an action, not an object.

另外说明，在 Python 中大量 使用这些结构的一个例子是装饰器，效果很好。大多数函数装饰器都会做这样的事情，它们是一个非常有用的功能。

编辑：作为状态说明，请记住函数在 Python 中并不特殊，它们仍然是对象：

>>> def makeAdder(y):
...     def myAdder(x):
...         return x + myAdder.y
...     myAdder.y = y
...     return myAdder
... 
>>> f = makeAdder(10)
>>> f(5)
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>>> f.y
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