嵌套函数中的局部变量

Question

好吧，请原谅我，我知道这看起来很复杂，但请帮助我理解发生了什么。

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()

给出：

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

所以基本上，为什么我没有三种不同的动物？不是将cage“打包”到嵌套函数的本地作用域中吗？如果不是，对嵌套函数的调用如何查找局部变量？

我知道遇到这些问题通常意味着一个人“做错了”，但我想知道会发生什么。

Answer 1

我的理解是，当实际调用生成的pet_函数时，cage是在父函数名称空间中查找的，而不是以前。

所以当你这么做的时候

funs = list(get_petters())

生成3个函数，找到最后创建的框架。

如果将最后一个循环替换为：

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

你会得到：

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

Answer 2

这源于以下原因

for i in range(2): 
    pass

print i is 1

迭代后i的值被延迟存储为其最终值。

作为生成器，该函数可以工作（即依次打印每个值），但是当转换为列表时，它在生成器上运行，因此对cage（cage.animal）的所有调用都返回cats。

Answer 3

嵌套函数在执行时从父作用域中查找变量，而不是在定义时。

编译函数体，验证“free”变量（不是通过赋值在函数本身中定义的），然后将其绑定为函数的闭包单元格，代码使用索引引用每个单元格。pet_function因此有一个自由变量（cage），然后通过闭包单元索引0引用。闭包本身指向get_petters函数中的局部变量cage。

当您实际调用函数时，该闭包将用于查看调用函数时周围作用域中cage的值。问题就在这里。当您调用函数时，get_petters函数已经完成计算结果。在执行过程中的某个时刻，cage局部变量被分配给每个'cow'、'dog'和'cat'字符串，但是在函数的末尾，cage包含最后一个值'cat'。因此，当您调用每个动态返回的函数时，您将得到打印的值'cat'。

解决办法是不要依赖于闭包。您可以使用部分函数，创建新函数作用域，或者将变量绑定为关键字参数的默认值。

• 部分函数示例，使用^{}：

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

• 创建新范围示例：

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

• 将变量绑定为关键字参数的默认值：

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

不需要在循环中定义scoped_cage函数，编译只进行一次，而不是在循环的每次迭代中进行。