A. python中什么是闭包
闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。例如在javascript中,只有函数内部的子函数才能读取局部变量,所以闭包可以理解成“定义在一个函数内部的函数“。在本质上,闭包是将函数内部和函数外部连接起来的桥梁。
闭包包含自由(未绑定到特定对象)变量,这些变量不是在这个代码块内或者任何全局上下文中定义的,而是在定义代码块的环境中定义(局部变量)。“闭包” 一词来源于以下两者的结合:要执行的代码块(由于自由变量被包含在代码块中,这些自由变量以及它们引用的对象没有被释放)和为自由变量提供绑定的计算环境(作用域)。在PHP、Scala、Scheme、Common Lisp、Smalltalk、Groovy、JavaScript、Ruby、 Python、Go、Lua、objective c、swift 以及Java(Java8及以上)等语言中都能找到对闭包不同程度的支持。
B. Python闭包和装饰器
由于装饰器的本质跟闭包关系很大,所以在看装饰器之前先看闭包是什么。
一句话总结闭包:一个返回值是函数的函数
怎么理解呢?
在一个外函数中定义了一个内函数,内函数里运用了外函数的临时变量,并且外函数的返回值是内函数的引用。这样就构成了一个闭包。
一般情况下,在我们认知当中,如果一个函数结束,函数的内部所有东西都会释放掉,还给内存,局部变量都会消失。但是闭包是一种特殊情况,如果外函数在结束的时候发现有自己的临时变量将来会在内部函数中用到,就把这个临时变量绑定给了内部函数,然后自己再结束。
由于Python的一切皆对象的原因,才有了现在的操作哈哈哈。
以下是我个人的理解:
装饰器是一个闭包,然后使用装饰器的函数作为闭包的参数传输给闭包的内函数,使用装饰器,就不需要跟闭包一样去调用闭包函数再运行内函数,直接调用装饰器的函数就可以实现这一步,由于传给装饰器的参数是函数,所以相当于可以装饰器是修改他人函数内容的函数,因为传进去被装饰的函数,所以最后闭包里的函数会有所被该函数一些数据代替。
假如我们传两个参数进去
假如我们传两个参数进去 但是如果传多个参数呢,不能一直这样子变量吧,要通用一点,所以python有一个*args接受多个参数。
但是如果带keyword的参数怎么办呢?
python有一个**kargs接受多个参数 **代表两个元素,约定俗成的,所以可以这样子去记住。
日积月累,厚积薄发,循序渐进。
C. python闭包问题求解
因为python具有late binding的机制——闭包中内部函数的值只有在被调用时才会确定,等到f1,f2,f3调用时,此时闭包中f()函数的i已经等于3了,于是所有结果等于9.
如果想得到你要的结果,就得提前把i作为参数传入,把原先的def f():所在行修改为def f(i=i)即可,其中等号左边的i是形参,等号右边的i是for in 循环中对应的i
defcount():
fs=[]
foriinrange(1,4):
deff(i=i):
returni**2
fs.append(f)
returnfs
f1,f2,f3=count()
print(f1())
print(f2())
print(f3())
输出
1
4
9
D. ue5python原理
Python先把代码(.py文件)编译成字节码,交给字节码虚拟机,然后解释器一条一条执行字节码指令,从而完成程序的执行。
1.1python先把代码(.py文件)编译成字节码,交给字节码虚拟机,然后解释器会从编译得到的PyCodeObject对象中一条一条执行字节码指令,
并在当前的上下文环境中执行这条字节码指令,从而完成程序的执行。Python解释器实际上是在模拟操作中执行文件的过程。PyCodeObject对象
中包含了字节码指令以及程序的所有静态信息,但没有包含程序运行时的动态信息——执行环境(PyFrameObject)
2. 字节码
字节码在python解释器程序里对应的是PyCodeObject对象
.pyc文件是字节码在磁盘上的表现形式
2.1从整体上看:OS中执行程序离不开两个概念:进程和线程。python中模拟了这两个概念,模拟进程和线程的分别是PyInterpreterState和
PyTreadState。即:每个PyThreadState都对应着一个帧栈,python解释器在多个线程上切换。当python解释器开始执行时,它会先进行一
些初始化操作,最后进入PyEval_EvalFramEx函数,它的作用是不断读取编译好的字节码,并一条一条执行,类似CPU执行指令的过程。函数内部
主要是一个switch结构,根据字节码的不同执行不同的代码。
3. .pyc文件
PyCodeObject对象的创建时机是模块加载的时候,及import
Python test.py会对test.py进行编译成字节码并解释执行,但是不会生成test.pyc
如果test.py加载了其他模块,如import urlib2, Python会对urlib2.py进行编译成字节码,生成urlib2.pyc,然后对字节码进行解释
如果想生成test.pyc,我们可以使用Python内置模块py_compile来编译。
加载模块时,如果同时存在.py和pyc,Python会尝试使用.pyc,如果.pyc的编译时间早于.py的修改时间,则重新编译.py并更新.pyc。
4. PyCodeObject
Python代码的编译结果就是PyCodeObject对象
typedef struct {
PyObject_HEAD
int co_argcount; /* 位置参数个数 */
int co_nlocals; /* 局部变量个数 */
int co_stacksize; /* 栈大小 */
int co_flags;
PyObject *co_code; /* 字节码指令序列 */
PyObject *co_consts; /* 所有常量集合 */
PyObject *co_names; /* 所有符号名称集合 */
PyObject *co_varnames; /* 局部变量名称集合 */
PyObject *co_freevars; /* 闭包用的的变量名集合 */
PyObject *co_cellvars; /* 内部嵌套函数引用的变量名集合 */
/* The rest doesn’t count for hash/cmp */
PyObject *co_filename; /* 代码所在文件名 */
PyObject *co_name; /* 模块名|函数名|类名 */
int co_firstlineno; /* 代码块在文件中的起始行号 */
PyObject *co_lnotab; /* 字节码指令和行号的对应关系 */
void *co_zombieframe; /* for optimization only (see frameobject.c) */
} PyCodeObject;
5. .pyc文件格式
加载模块时,模块对应的PyCodeObject对象被写入.pyc文件
6.分析字节码
6.1解析PyCodeObject
Python提供了内置函数compile可以编译python代码和查看PyCodeObject对象
6.2指令序列co_code的格式
opcode oparg opcode opcode oparg …
1 byte 2 bytes 1 byte 1 byte 2 bytes
Python内置的dis模块可以解析co_code
7. 执行字节码
Python解释器的原理就是模拟可执行程序再X86机器上的运行,X86的运行时栈帧如下图
Python解释器的原理就是模拟上述行为。当发生函数调用时,创建新的栈帧,对应Python的实现就是PyFrameObject对象。
PyFrameObject对象创建程序运行时的动态信息,即执行环境
7.1 PyFrameObject
typedef struct _frame{
PyObject_VAR_HEAD //"运行时栈"的大小是不确定的
struct _frame *f_back; //执行环境链上的前一个frame,很多个PyFrameObject连接起来形成执行环境链表
PyCodeObject *f_code; //PyCodeObject 对象,这个frame就是这个PyCodeObject对象的上下文环境
PyObject *f_builtins; //builtin名字空间
PyObject *f_globals; //global名字空间
PyObject *f_locals; //local名字空间
PyObject **f_valuestack; //"运行时栈"的栈底位置
PyObject **f_stacktop; //"运行时栈"的栈顶位置
//...
int f_lasti; //上一条字节码指令在f_code中的偏移位置
int f_lineno; //当前字节码对应的源代码行
//...
//动态内存,维护(局部变量+cell对象集合+free对象集合+运行时栈)所需要的空间
PyObject *f_localsplus[1];
} PyFrameObject;
每一个 PyFrameObject对象都维护了一个 PyCodeObject对象,这表明每一个 PyFrameObject中的动态内存空间对象都和源代码中的一段Code相对应。
E. 闭包的实质是什么
闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。例如在javascript中,只有函数内部的子函数才能读取局部变量,所以闭包可以理解成“定义在一个函数内部的函数“。在本质上,闭包是将函数内部和函数外部连接起来的桥梁。
集合 S 是闭集当且仅当 Cl(S)=S(这里的cl即closure,闭包)。特别的,空集的闭包是空集,X 的闭包是 X。集合的交集的闭包总是集合的闭包的交集的子集(不一定是真子集)。有限多个集合的并集的闭包和这些集合的闭包的并集相等;零个集合的并集为空集,所以这个命题包含了前面的空集的闭包的特殊情况。无限多个集合的并集的闭包不一定等于这些集合的闭包的并集,但前者一定是后者的父集。
若 A 为包含 S 的 X 的子空间,则 S 在 A 中计算得到的闭包等于 A 和 S 在 X 中计算得到的闭包(Cl_A(S) = A ∩ Cl_X(S))的交集。特别的,S在 A 中是稠密的,当且仅当 A 是 Cl_X(S) 的子集。