带闭包的 python 计数器

Question

我正在尝试在 python 中构建一个具有闭包属性的计数器。以下工作中的代码:

def generate_counter():
    CNT = [0]
    def add_one():
        CNT[0] = CNT[0] + 1
        return CNT[0]
    return add_one

但是，当我将列表 CNT 更改为 var 时，它不起作用:

def generate_counter1():
    x = 0
    def add_one():
        x = x + 1
        return x
    return add_one

当我打印一个实例的闭包属性时，我发现第二种情况的__closure__是none:

>>> ct1 = generate_counter()
>>> ct2 = generate_counter1()
>>> print(ct1.__closure__[0])
<cell at 0xb723765c: list object at 0xb724370c>
>>> print(ct2.__closure__)
None

只是想知道为什么外部函数中的索引必须是列表？

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感谢您的回答!找到了清楚解释这个问题的文档 https://docs.python.org/3/faq/programming.html#why-am-i-getting-an-unboundlocalerror-when-the-variable-has-a-value

Answer 1

Python 通过查看名称绑定(bind)行为来确定名称的范围；赋值就是这样一种行为(函数参数、导入、for target ... 或 while .. as target 中的目标是其他示例)。您在函数中绑定(bind)的名称被视为本地。查看Naming and Binding section引用文档。

因此第二个示例中的名称 x 是一个本地 变量，因为您直接为其赋值:

x = x + 1

事实上，因为您从来没有给 x 一个局部值，所以当您尝试使用该函数时会得到一个异常；当您尝试阅读时，本地名称是 unbound:

>>> generate_counter1()()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 4, in add_one
UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

在您的第一个示例中，没有发生此类绑定(bind)；您正在更改 CNT 的内容，但该名称引用的内容没有更改。

如果您使用的是 Python 3，则可以通过使用 nonlocal statement 来覆盖将名称设为本地的决定。 :

def generate_counter2():
    x = 0
    def add_one():
        nonlocal x
        x = x + 1
        return x
    return add_one

通过使 x 成为非局部的，Python 在父上下文中找到它并再次为它创建一个闭包。

>>> def generate_counter2():
...     x = 0
...     def add_one():
...         nonlocal x
...         x = x + 1
...         return x
...     return add_one
...
>>> generate_counter2().__closure__
(<cell at 0x1078c62e8: int object at 0x1072c8070>,)

nonlocal 是 Python 3 中的新内容；在 Python 2 中，您只能使用一些技巧，例如使用可变列表对象来规避绑定(bind)规则。另一个技巧是将计数器分配给嵌套函数的属性；同样，这避免了在当前范围内绑定(bind)名称:

def generate_counter3():
    def add_one():
        add_one.x += 1
        return add_one.x
    add_one.x = 0
    return add_one