Question

“学习Python，第四版。”提到：

在嵌套函数中查找封闭范围变量后来被称为..

但是，我认为当一个函数退出时，它的所有本地引用都会消失。

def makeActions():
    acts = []
    for i in range(5): # Tries to remember each i
        acts.append(lambda x: i ** x) # All remember same last i!
return acts

makeActions()[n]对于每个n都是相同的，因为变量i在调用时以某种方式查找。 Python如何查找此变量？难道它根本不存在因为makeActions已经退出了吗？为什么Python不执行代码直观建议，并在循环运行时用for循环中的当前值替换i来定义每个函数？

Answer 1

我认为当您将i视为名称而不是某种值时会发生什么。你的lambda函数做的事情就像“取x：查找i的值，计算i ** x”......所以当你实际运行该函数时，它会查找i 然后所以i是4。

您也可以使用当前号码，但必须让Python将其绑定到另一个名称：

def makeActions():
    def make_lambda( j ):
        return lambda x: j * x # the j here is still a name, but now it wont change anymore

    acts = []
    for i in range(5):
        # now you're pushing the current i as a value to another scope and 
        # bind it there, under a new name
        acts.append(make_lambda(i))
    return acts

这可能看起来令人困惑，因为你经常被告知变量和它的值是相同的 - 这是真的，但仅限于实际使用变量的语言。 Python没有变量，而是名称。

关于你的评论，实际上我可以更好地说明这一点：

i = 5 
myList = [i, i, i] 
i = 6
print(myList) # myList is still [5, 5, 5].

你说你将我改为6 ，这不是实际发生的事情：i=6表示“我有一个值6，我想给它命名{{ 1}}”。您已经使用i作为名称的事实对Python没有任何意义，它只会重新分配名称，而不是更改它的值（仅适用于变量））。

你可以说在i中，无论myList = [i, i, i]当前指向的值（数字5）都有三个新名称：i。这与调用函数时发生的情况相同：参数被赋予新名称。但这可能违背了对列表的任何直觉......

这可以解释示例中的行为：您指定mylist[0], mylist[1], mylist[2]，mylist[0]=5，mylist[1]=5 - 难怪他们在您重新分配mylist[2]=5时不会更改。如果i是可静音的，例如列表，那么更改i也会反映i中的所有条目，因为您只有相同值的不同名称！

您可以在myList左侧使用mylist[0]的简单事实证明它确实是一个名称。我喜欢调用= assign name operator ：它在左边有一个名字，在右边有一个表达式，然后计算表达式（调用函数，查找名字后面的值））直到它有一个值，最后给出值的名称。它确实没有改变任何东西。

对于Marks关于编译函数的评论：

好吧，引用（和指针）只有在我们有某种可寻址内存时才有意义。这些值存储在内存中的某个位置，引用会引导您到达该位置。使用引用意味着在内存中访问该位置并使用它执行某些操作。问题是Python使用了这些概念的 none ！

Python VM没有内存概念 - 值浮在空间某处，名称是连接到它们的小标签（通过一点点红色字符串）。名称和值存在于不同的世界中！

编译函数时，这会产生很大的不同。如果您有引用，则您知道所引用对象的内存位置。然后你可以简单地用这个位置替换then引用。另一方面，名称没有位置，因此您必须执行的操作（在运行时）遵循那个小红色字符串并使用另一端的任何内容。这就是Python编译函数的方式：Where 如果代码中有一个名称，它会添加一条指令来确定该名称代表什么。

所以基本上Python完全编译函数，但是名称在嵌套命名空间中被编译为查找，而不是作为对内存的某种引用。

当您使用名称时，Python编译器将尝试确定它所属的命名空间的位置。这会导致从它找到的命名空间加载该名称的指令。

这会让您回到原来的问题：在=中，lambda x:x**i被编译为i命名空间中的查找（因为那里使用了makeActions）。 Python不知道，也不关心它背后的价值（它甚至不必是一个有效的名称）。代码运行i的代码会在其原始命名空间中查找并提供或多或少的预期值。

Answer 2

创建闭包时会发生什么：

闭包是使用指向 frame （或粗略地， block ）的指针构建的，它在以下情况下创建：在这种情况下，for块
闭包实际上假定该帧的共享所有权，通过递增帧的引用计数并将指针存储到闭包中的该帧。反过来，该框架保留了对其所包含的框架的引用，用于在堆栈中进一步捕获的变量。
只要for循环正在运行，该框架中i的值就会不断变化 - i的每个分配都会更新该框架中i的绑定。
一旦for循环退出，框架就会从堆栈中弹出，但它不会像通常那样被抛弃！相反，它保持不变，因为闭包对框架的引用仍然是活动的。但是，此时i的值不再更新。
当调用闭包时，它会在调用时获取父框架中i的任何值。因为在for循环中你创建闭包，但实际上不调用它们，调用时i的值将是它毕竟的最后一个值循环完成了。
对makeActions的未来调用将创建不同的帧。在这种情况下，您不会重复使用for循环的前一帧，也不会更新前一帧的i值。

简而言之：框架像其他Python对象一样被垃圾收集，在这种情况下，额外的引用保持在与for块对应的框架周围，因此当for for时它不会被破坏循环超出范围。

要获得所需的效果，您需要为要捕获的i的每个值创建一个新帧，并且需要使用对该新帧的引用来创建每个lambda。你不会从for块本身获得它，但是你可以通过调用一个将建立新帧的辅助函数来获得它。请参阅THC4k的答案，了解这些方面的一种可能的解决方案。

Answer 3

本地引用仍然存在，因为它们包含在本地作用域中，闭包保留了引用。

Answer 4

我认为当一个函数退出时，它的所有本地引用都会消失。

除了在关闭时关闭的当地人。那些不会消失，即使它们本地的功能已经返回。

Answer 5

直观地，人们可能会认为i会在当前状态下被捕获，但事实并非如此。将每个图层视为名称值对的字典。

    Level 1:
        acts
        i
    Level 2:
        x

每次为内部lambda创建闭包时，都会将引用捕获到第一级。我只能假设运行时将执行变量i的查找，从级别2 开始并进入级别1 。由于您没有立即执行这些功能，因此它们都将使用i的最终值。

专家？

如何实现闭包？

5 个答案:

对于Marks关于编译函数的评论：