Python嵌套函數中的局部變量

Question

好的，請耐心等待，我知道它會看起來非常複雜，但請幫我理解發生了什麼。

from functools import partial 

class Cage(object): 
    def __init__(self, animal): 
     self.animal = animal 

def gotimes(do_the_petting): 
    do_the_petting() 

def get_petters(): 
    for animal in ['cow', 'dog', 'cat']: 
     cage = Cage(animal) 

     def pet_function(): 
      print "Mary pets the " + cage.animal + "." 

     yield (animal, partial(gotimes, pet_function)) 

funs = list(get_petters()) 

for name, f in funs: 
    print name + ":", 
    f() 

給出：

cow: Mary pets the cat. 
dog: Mary pets the cat. 
cat: Mary pets the cat. 

所以基本上，爲什麼我沒有得到三種不同的動物嗎？是不是將cage'打包'到嵌套函數的本地範圍中？如果不是，調用嵌套函數如何查找局部變量？

我知道遇到這種問題通常意味着一個人「做錯了」，但我想知道發生了什麼。

Answer 1

嵌套函數在執行時從父範圍查找變量，而不是在定義時查找。

函數體被編譯，並且'自由'變量（未在函數本身中按賦值定義）被驗證，然後作爲閉包單元綁定到函數，代碼使用索引引用每個單元格。 pet_function因此具有一個自由變量（cage），然後通過封閉單元索引0引用該自由變量。封閉本身指向get_petters函數中的局部變量cage。

當您實際調用該函數時，在您調用函數時，該閉包將用於查看周圍範圍中的值cage。這就是問題所在。在您調用函數時，get_petters函數已經完成了計算結果。 cage局部變量在執行過程中的某個點被分配了'cow','dog'和'cat'字符串中的每一個，但在該函數結尾處，cage包含最後一個值'cat'。因此，當您調用每個動態返回的函數時，您將獲得打印值'cat'。

解決方法是不依賴閉包。您可以使用部分函數代替，創建新函數範圍，或將該變量綁定爲關鍵字參數的默認值。

• 部分函數例如，使用functools.partial()：

  from functools import partial 
  
  def pet_function(cage=None): 
      print "Mary pets the " + cage.animal + "." 
  
  yield (animal, partial(gotimes, partial(pet_function, cage=cage))) 
  

• 創建一個新的範圍例如：

  def scoped_cage(cage=None): 
      def pet_function(): 
       print "Mary pets the " + cage.animal + "." 
      return pet_function 
  
  yield (animal, partial(gotimes, scoped_cage(cage))) 
  

• 綁定變量作爲一個關鍵字參數的默認值：

  def pet_function(cage=cage): 
      print "Mary pets the " + cage.animal + "." 
  
  yield (animal, partial(gotimes, pet_function)) 
  

沒有必要在循環中定義scoped_cage函數，編譯只發生一次，而不是循環的每次迭代。

Answer 2

這從以下

for i in range(2): 
    pass 

print i is 1 

莖迭代作爲其最終值懶惰地存儲的i值之後。

作爲發電機的功能，將工作（即印刷依次在每個值），但轉化到它運行在發電機列表時，因此對cage（cage.animal）的所有調用返回的貓。

Answer 3

我的理解是，當實際調用了yield的pet_function時，在父函數名稱空間中尋找籠子，而不是之前。

所以，當你做

funs = list(get_petters()) 

您生成3種功能，這將找到最後創建籠。

如果更換與去年環：

for name, f in get_petters(): 
    print name + ":", 
    f() 

你會真正得到：

cow: Mary pets the cow. 
dog: Mary pets the dog. 
cat: Mary pets the cat.