定义其他函数内部的函数

Question

我在程序中的函数(Python)中定义了一个函数：

def func1:
   x = 5
   def func2(y):
      return x*y

x = 4
print func2(5)

这里的x的作用域是如何工作的，有和没有重新定义x=4的行？这是特定语言的行为吗？

Answer 1

首先:你太懒了。在这里编写代码之前，至少要将其提供给有关语言的解释器或编译器，以排除明显的问题。在这种情况下，有两个：

1. 由于语法错误，示例代码不会编译。通过在()的定义中添加func1来修正它。
2. 您的示例代码将不会运行，因为func2在调用它的地方没有定义。

所以让我们试试

#!/usr/bin/env python

def func1():
   x = 5 
   def func2(y):
      #x = x + 1  # invalid: "x referenced before assignment"
      return x*y  # not invalid! reference to x is fine
   global func3
   func3 = func2

#print func3(5)  # undefined

func1()

print func3(5)
#print func2(5)  # undefined

有三行注释；它们在未注释时会产生错误。

如您所见，变量和函数的Python定义在默认情况下都是本地的:在函数中定义时，它们只适用于该函数，不能在其他地方使用。

函数外部定义的变量可以在函数内部使用。但是，它们只能读，不能写。这解释了为什么我们可以在func2中使用func2，但不能分配给它；当x = x + 1未注释时，它被解释为应用到func2中的另一个x变量，这就是为什么我们会收到一个错误抱怨它是未经初始化使用的。

此外，Python有https://en.wikipedia.org/wiki/Scope_(computer_science)#Global_scope变量，可以在程序中的任何地方使用；这些变量必须显式地标记为global。

这与PHP非常相似(在PHP中变量也可以标记为global)，并且与许多其他语言非常相似，比如C语言(C语言没有global，但有类似的extern)。

您正在尝试让一个函数(func2)使用在其定义的上下文中定义的变量(x)，然后在定义x的上下文之外调用该函数，并让它仍然工作。能够做到这一点的函数称为闭包。

我们刚刚看到了Python只部分支持闭包。：函数可以读取这些变量，但不能修改它们。这已经比许多其他语言更好了。但是，完全闭包也可以修改这些变量。

例如，以下是有效的Perl代码：

#!/usr/bin/env perl

use strict;
use warnings;

my $func3 = sub { 1 };

my $func1 = sub
{
  my $x = 5;
  my $func2 = sub
  {
    my ($y) = @_;
    ++$x;
    $x*$y
  };
  $func3 = $func2
};

#&$func2(5);  # won't compile: func2 is undefined
print &$func3(5), "\n";  # prints 1
&$func1();
print &$func3(5), "\n";  # prints 30
print &$func3(5), "\n";  # prints 35

完全闭包支持传统上与动态范围相关联(即在运行时进行定义、可执行语句的计算)。这是因为它是由Lisp引入的，它是动态限定作用域的，而且在使用静态(词法)作用域的语言中很少支持它(在这些语言中，定义的范围是在编译时确定的，而不是在运行时确定的)。但是，这个Perl代码中的所有变量和函数定义都是静态范围的。