返回函數

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該主題包含 0 則回覆,有 1 個參與人,並且由  BettyBDChiang6 年, 10 月 前 最後更新。

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  • #1194

    BettyBDChiang
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    轉載自廖雪峰的官方網站

    函數作為返回值

    高階函數除了可以接受函數作為參數外,還可以把函數作為結果值返回。
    我們來實現一個可變參數的求和。通常情況下,求和的函數是這樣定義的:

    def calc_sum(*args):
        ax = 0
        for n in args:
            ax = ax + n
        return ax

    但是,如果不需要立刻求和,而是在後面的代碼中,根據需要再計算怎麼辦?可以不返回求和的結果,而是返回求和的函數:

    def lazy_sum(*args):
        def sum():
            ax = 0
            for n in args:
                ax = ax + n
            return ax
        return sum

    當我們調用lazy_sum()時,返回的並不是求和結果,而是求和函數:

    >>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
    >>> f
    <function lazy_sum.<locals>.sum at 0x101c6ed90>

    調用函數f時,才真正計算求和的結果:

    >>> f()
    25

    在這個例子中,我們在函數lazy_sum中又定義了函數sum,並且,內建函式sum可以引用外部函數lazy_sum的參數和區域變數,當lazy_sum返回函數sum時,相關參數和變數都保存在返回的函數中,這種稱為“閉包(Closure)”的程式結構擁有極大的威力。

    請再注意一點,當我們調用lazy_sum()時,每次調用都會返回一個新的函數,即使傳入相同的參數:

    >>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
    >>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
    >>> f1==f2
    False

    f1()和f2()的調用結果互不影響。

    閉包

    注意到返回的函數在其定義內部引用了區域變數args,所以,當一個函數返回了一個函數後,其內部的區域變數還被新函數引用,所以,閉包用起來簡單,實現起來可不容易。

    另一個需要注意的問題是,返回的函數並沒有立刻執行,而是直到調用了f()才執行。我們來看一個例子:

    def count():
        fs = []
        for i in range(1, 4):
            def f():
                 return i*i
            fs.append(f)
        return fs
    
    f1, f2, f3 = count()

    在上面的例子中,每次迴圈,都創建了一個新的函數,然後,把創建的3個函數都返回了。
    你可能認為調用f1(),f2()和f3()結果應該是1,4,9,但實際結果是:

    >>> f1()
    9
    >>> f2()
    9
    >>> f3()
    9

    全部都是9!原因就在於返回的函數引用了變數i,但它並非立刻執行。等到3個函數都返回時,它們所引用的變數i已經變成了3,因此最終結果為9。

    返回閉包時牢記的一點就是:返回函數不要引用任何迴圈變數,或者後續會發生變化的變數。

    如果一定要引用迴圈變數怎麼辦?方法是再創建一個函數,用該函數的參數綁定迴圈變數當前的值,無論該迴圈變數後續如何更改,已綁定到函數參數的值不變:

    def count():
        def f(j):
            def g():
                return j*j
            return g
        fs = []
        for i in range(1, 4):
            fs.append(f(i)) # f(i)立刻被執行,因此i的當前值被傳入f()
        return fs

    再看看結果:

    >>> f1, f2, f3 = count()
    >>> f1()
    1
    >>> f2()
    4
    >>> f3()
    9

    缺點是代碼較長,可利用lambda函數縮短代碼。

    小結

    一個函數可以返回一個計算結果,也可以返回一個函數。
    返回一個函數時,牢記該函數並未執行,返回函數中不要引用任何可能會變化的變數。

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