Python中奇怪的闭包行为

Question

我有以下简单的代码：

def get():
    return [lambda: i for i in [1, 2, 3]]

for f in get():
    print(f())

从我的python知识来看，输出结果是3 - 整个列表将包含i的最后一个值。但这是如何在内部工作的呢？

据我所知，Python变量只是对象的引用，因此第一个闭包必须首先包含对象i的引用 - 而这个对象明显是1而不是3 O_O。为什么Python闭包会封闭变量本身而不是这个变量引用的对象？它保存变量名作为纯文本、某种“对变量的引用”还是其他什么？

- grigoryvp

Answer 1

正如@thg435所指出的那样，lambda函数不会封装那个时刻的值，而是作用域。有两种小的方式可以解决这个问题：

lambda默认参数“hack”

[ lambda v=i: v for i in [ 1, 2, 3 ] ]

或者使用 functools.partial

from functools import partial
[ partial(lambda v: v, i) for i in [ 1, 2, 3 ] ]

本质上，您需要将作用域移动到创建的函数的局部范围。通常我更喜欢经常使用 partial ，因为您可以将可调用对象以及任何参数和kargs传递给它，从而创建一个具有正确闭包的可调用对象。在内部，它会包装您原始的可调用对象，使得作用域对您进行了转换。

- jdi

---

在这里使用partial，我认为这是一个更清晰的方法。不过你可能需要编辑你的代码，因为根据PEP-8，列表括号内的空格是不好的。(我知道你正在跟随提问者，我已经在那里进行了编辑)。 - Gareth Latty

@Lattyware：谢谢！lambdas很酷，但我总觉得它们阅读起来更凌乱。partial函数感觉更易读和可移植。 - jdi

我完全同意，我尽可能避免使用lambda表达式，在这种情况下，partial更清晰、更简单。 - Gareth Latty

Answer 2

闭包不是引用变量，而是引用作用域。由于在其作用域中最后一个 i 的值为“3”，因此所有三个闭包都返回相同的值。要“锁定”变量的当前值，请为其创建一个新的作用域：

def get() : return [ (lambda x: lambda: x)(i) for i in [ 1, 2, 3 ] ]
for f in get() : print( f() )

- georg

---

"(lambda x: lambda : x)(i)"是我在Python中看到的最丑陋的代码之一。呃。并不是说你的答案是错误或者不好，只是说——它很难读懂。 - Gareth Latty

@EyeofHell: 我认为pep-227是关于Python作用域规则的权威文档。此外，在Stack Overflow上也有一些很好的答案，例如这里。 - georg

@GregE。我认为在Python中漂亮地完成这个任务并非不可能。我认为jdi的答案，将functools.partial()和lambda混合使用是最好的解决方案，它以更加优美的方式描述了正在进行的操作 - 从我的角度来看。 - Gareth Latty

@Lattyware，确实更好，我并不是说以一个相当清晰的方式做这件事是不可能的。然而，它需要导入一个库，并且不能使用核心语言结构来实现，这表明它从未成为主要的设计重点。我非常喜欢Python，但它一直对函数式编程所必需的语言特性持有轻视甚至敌对的态度。 - Greg E.

@EyeofHell：顺便说一下，我对这个工作原理的理解可能不完全正确。我发布了一个后续问题，希望有人能提供更好的解释。 - georg

Answer 3

每个 lambda 实际上都是引用由列表推导式创建的变量 i。在列表推导式终止时，i 保留了它被分配到的最后一个元素的值，直到它超出作用域（这可以通过将其封装在函数内并返回它，即 lambda 来防止）。正如其他人指出的那样，闭包不会维护值的副本，而是维护对在其范围内定义的变量的引用。

- Greg E.