闭包

一、什么是闭包

1、如果在一个内部函数中对外部函数作用域（非全局作用域）的变量进行引用，那么内部函数就会被称为闭包。也就是，　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。

2、闭包需要满足以下3个条件：

1）存在两个嵌套关系的函数中，并且闭包是内部函数；

2）内部函数引用了外部函数的变量（*变量）；

3）外部函数会把内部函数的函数名称返回。

3、示例

解释：程序从上而下开始执行，先执行（1），紧接着执行（2），def inner() 到 return inner（）都属于内部函数，相当于闭包，因此，暂时先不执行，直接跳到（3），开始执行（4），到（5）时才开始执行闭包函数的内容。

4、闭包的实例

#outer是外部函数 a和b都是外函数的临时变量
  def outer( a ):
      b = 10
      # inner是内函数
      def inner():
          #在内函数中 用到了外函数的临时变量
          print(a+b)
      # 外函数的返回值是内函数的引用
     return inner
 
 if __name__ == '__main__':
     # 在这里我们调用外函数传入参数5
     #此时外函数两个临时变量 a是5 b是10 ，并创建了内函数，然后把内函数的引用返回存给了demo
     # 外函数结束的时候发现内部函数将会用到自己的临时变量，这两个临时变量就不会释放，会绑定给这个内部函数
     demo = outer(5)
     # 我们调用内部函数，看一看内部函数是不是能使用外部函数的临时变量
     # demo存了外函数的返回值，也就是inner函数的引用，这里相当于执行inner函数
     demo() # 15
     demo2 = outer(7)
     demo2()#17

可以如此理解：

1）外函数返回了内函数的引用

当我们进行a=1的时候，实际上在内存当中有一个地方存了值1，然后用a这个变量名存了1所在内存位置的引用。引用就好像c语言里的指针，大家可以把引用理解成地址。a只不过是一个变量名字，a里面存的是1这个数值所在的地址，就是a里面存了数值1的引用。

对于闭包，在外函数outer中 最后return inner，我们在调用外函数 demo = outer() 的时候，outer返回了inner，inner是一个函数的引用，这个引用被存入了demo中。所以接下来我们再进行demo() 的时候，相当于运行了inner函数。

2）外函数把临时变量绑定给内函数

内部函数只定义了一次，我们发现调用的时候，内部函数是能识别外函数的临时变量是不一样的。python中一切都是对象，虽然函数我们只定义了一次，但是外函数在运行的时候，实际上是按照里面代码执行的，外函数里创建了一个函数，我们每次调用外函数，它都创建一个内函数，虽然代码一样，但是却创建了不同的对象，并且把每次传入的临时变量数值绑定给内函数，再把内函数引用返回。虽然内函数代码是一样的，但其实，我们每次调用外函数，都返回不同的实例对象的引用，他们的功能是一样的，但是它们实际上不是同一个函数对象。

二、如何在闭包中内函数修改外函数局部变量

1、在基本的python语法当中，一个函数可以随意读取全局数据，但是要修改全局数据的时候有两种方法:
1 global 声明全局变量
2 全局变量是可变类型数据的时候可以修改

在闭包内函数也是类似的情况。在内函数中想修改闭包变量（外函数绑定给内函数的局部变量）的时候：

1 在python3中，可以用nonlocal 关键字声明 一个变量， 表示这个变量不是局部变量空间的变量，需要向上一层变量空间找这个变量。

2 在python2中，没有nonlocal这个关键字，我们可以把闭包变量改成可变类型数据进行修改，比如列表。

2、修改闭包变量的实例

#outer是外部函数 a和b都是外函数的临时变量
 def outer( a ):
      b = 10  # a和b都是闭包变量
      c = [a] #这里对应修改闭包变量的方法2
      # inner是内函数
      def inner():
          #内函数中想修改闭包变量
          # 方法1 nonlocal关键字声明
         nonlocal  b
         b+=1
         # 方法二，把闭包变量修改成可变数据类型 比如列表
         c[0] += 1
         print(c[0])
         print(b)
     # 外函数的返回值是内函数的引用
     return inner
 
 if __name__ == '__main__': 
     demo = outer(5)
     demo() # 6  11

从上面代码中我们能看出来，在内函数中，分别对闭包变量进行了修改，打印出来的结果也确实是修改之后的结果。以上两种方法就是内函数修改闭包变量的方法。

注意：使用闭包的过程中，一旦外函数被调用一次返回了内函数的引用，虽然每次调用内函数，是开启一个函数执行过后消亡，但是闭包变量实际上只有一份，每次开启内函数都在使用同一份闭包变量

三、闭包的作用

1、装饰器！！！装饰器是做什么的？？其中一个应用就是，我们工作中写了一个登录功能，我们想统计这个功能执行花了多长时间，我们可以用装饰器装饰这个登录模块，装饰器帮我们完成登录函数执行之前和之后取时间。

2、面向对象！！！经历了上面的分析，我们发现外函数的临时变量送给了内函数。大家回想一下类对象的情况，对象有好多类似的属性和方法，所以我们创建类，用类创建出来的对象都具有相同的属性方法。闭包也是实现面向对象的方法之一。在python当中虽然我们不这样用，在其他编程语言入比如avaScript中，经常用闭包来实现面向对象编程

3、实现单利模式！！ 其实这也是装饰器的应用。单利模式毕竟比较高大。