其實談工廠函數前必須首先把嵌套作用域和閉包講清楚

python有一個很有意思的地方，就是def函數可以嵌套在另一個def函數之中。調用外層函數時，運行到的內層def語句僅僅是完成對內層函數的定義，而不會去調用內層函數，除非在嵌套函數之后又顯式的對其進行調用。

x = 99

def f1():

x = 88

def f2():

print(x)

f2()

f1()

88

可以看出，f1中的嵌套變量x覆蓋了全局變量x=99，然后f2中的本地變量按照引用規則，就引用了x=88。

下面我們來說說嵌套作用域的一個特殊之處:

本地作用域在函數結束后就立即失效，而嵌套作用域在嵌套的函數返回后卻仍然有效。

def f1():

x = 88

def f2():

print(x)

return f2

action = f1()

action()

88

這個例子非常重要，也很有意思，函數f1中定義了函數f2，f2引用了f1嵌套作用域內的變量x，并且f1將函數f2作為返回對象進行返回。最值得注意的是我們通過變量action獲取了返回的f2，雖然此時f1函數已經退出結束了，但是f2仍然記住了f1嵌套作用域內的變量名x。

上面這種語言現象稱之為閉包：一個能記住嵌套作用域變量值的函數，盡管作用域已經不存在。

這里有一個應用就是工廠函數，工廠函數定義了一個外部的函數，這個函數簡單的生成并返回一個內嵌的函數，僅僅是返回卻不調用，因此通過調用這個工廠函數，可以得到內嵌函數的一個引用，內嵌函數就是通過調用工廠函數時，運行內部的def語句而創建的。

def maker(n):

k = 8

def action(x):

return x ** n + k

return action

f = maker(2)

print(f)

.action at 0x00000000021C51E0>

再看一個例子：

def maker(n):

k = 8

def action(x):

return x ** n + k

return action

f = maker(2)

print(f(4))

24

這里我們可以看出，內嵌的函數action記住了嵌套作用域內得兩個嵌套變量，一個是變量k，一個是參數n，即使后面maker返回并退出。我們通過調用外部的函數maker，得到內嵌的函數action的引用。這種函數嵌套的方法在后面要介紹的裝飾器中會經常用到。這種嵌套作用域引用，就是python的函數能夠保留狀態信息的主要方法了。

這里接著說說另一個關鍵字nonlocal

本地函數通過global聲明對全局變量進行引用修改，那么對應的，內嵌函數內部想對嵌套作用域中的變量進行修改，就要使用nonlocal進行聲明。

def test(num):

in_num = num

def nested(label):

nonlocal in_num

in_num += 1

print(label, in_num)

return nested

F = test(0)

F('a')

F('b')

F('c')

a 1

b 2

c 3

這里我們可以看到幾個點，我們在nested函數中通過nonlocal關鍵字引用了內嵌作用域中的變量in_num，那么我們就可以在nested函數中修改他，即使test函數已經退出調用，這個“記憶”依然有效。

再最后一個例子：

def test(num):

in_num = num

def nested(label):

nonlocal in_num

in_num += 1

print(label, in_num)

return nested

F = test(0)

F('a')

F('b')

F('c')

G = test(100)

G('mm')

a 1

b 2

c 3

mm 101

多次調用工廠函數返回的不同內嵌函數副本F和G，彼此間的內嵌變量in_num是彼此獨立隔離的。

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總結

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