本篇教學會介紹 Python 裡的「閉包 Closure」，進一步理解作用域 ( scope ) 和自由變數的概念。
原文參考：閉包 ( Closure )
本篇使用的 Python 版本為 3.7.12，所有範例可使用 Google Colab 實作，不用安裝任何軟體 ( 參考：使用 Google Colab )
閉包，從字面的意思翻譯就是一個「封閉的包裹」，在包裹外的人，無法拿到包裹裡的東西，如果你在包裹裡，就能盡情取用包裹內的東西，閉包可以保存在函式作用範圍內的狀態，不會受到其他函式的影響，且無法從其他函式取得閉包內的資料，也可避免建立許多全域變數互相干擾。
閉包的定義：
- A 函式中定義了 B 函式。
- B 函式使用了 A 函式的變數。
- A 函式回傳了 B 函式。
下方的程式碼，就是一個簡單閉包的例子。
def a(msg):
i = '!!!' # ------------------------ 閉包開始
def b(): # A 函式內定義了 B 函式
print(msg + i) # B 函式使用了 A 函式的變數
return b # 將 B 函式當作回傳值 ------- 閉包結束
s = a('hello')
s() # hello
作用域 Scope 指的是變數、常數、函式或其他定義語句可以「被存取得到」的範圍，Python 總共定義了四種作用域，從內而外分別是 Local ( 區域 )、Enclosing ( 閉包外函式 )、Global ( 全域 ) 和 Built-in ( 內置預設 )，內部的作用域無法影響到外部作用域。
下方的程式碼，會建立一個 avg 函式的閉包，執行後雖然 test() 執行了三次，但因為每次執行時保留下一個作用域的繫結關係，所以會不斷將傳入的數值進行計算，最後就會得到 11 的結果。
def count(): # 建立一個 count 函式
a = [] # 函式內有區域變數 a 是串列
def avg(val): # 建立內置函式 avg ( 閉包 )
a.append(val) # 將參數數值加入變數 a
print(a) # 印出 a
return sum(a)/len(a) # 回傳 a 串列所有數值的平均
return avg # 回傳 avg
test = count()
test(10) # 將 10 存入 a
test(11) # 將 11 存入 a
test(12) # 印出 11
不過如果將上方的例子，改成變數的做法，可能就會發生錯誤，因為在 cal 函式裡的變數 a 後方使用了「等號」，意義等同於變數的「賦值」，換句話說是新建了一個區域變數 a，就造成了名稱空間裡名稱重疊的問題。
def count(): # 建立一個 count 函式
a = 1 # 新增變數 a 等於 1
def cal(val): # 建立內置函式 cal ( 閉包 )
a = a + val # 設定變數 a 等於 a + val
return a # 回傳 a
return cal # 回傳 cal
test = count()
test(10)
test(11)
test(12)
如果必須這麼做，可以使用 nonlocal 的方式，宣告這個變數是「自由變數」( 不是這個區域裡的變數 )，就能正常使用這個變數。
def count():
a = 1
def cal(val):
nonlocal a # 宣告 a 為自由變數
a = a + val
return a
return cal
test = count()
test(10)
test(11)
test(12) # 34 ( 1 + 10 + 11 + 12 )
大家好，我是 OXXO，是個即將邁入中年的斜槓青年，我有個超過一千篇教學的 STEAM 教育學習網，有興趣可以參考下方連結呦～ ^_^
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