[已解决]python闭包

牧码人

def f1():
        x = 1
        def f2():
                x= x + 2
        return f2()

print(f1())

如上，当函数运行到局部函数f2()中x=x+2表达式时，会报错，UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment
局部变量x未定义。

python中，如果局部函数对外部函数进行了赋值操作，也就是说外部函数的变量被放在局部函数的一个等式中，那么python会新建一个跟外部函数一样名字的变量来进行赋值操作，
由于新建的变量并未定义，所以这个时候会报错。这就是python的屏蔽机制。

上述问题在python2中的解决方式是使用容器变量，如下

def f1():
        x = [1] #在外部函数中声明变量x为一个列表。
        def f2():
                x[0] = x[0] + 2
                return x
        return f2()

print(f1())

我听到的解释是，因为函数存储在栈中，容器变量跟函数不是一个存储空间，所以容器变量在嵌套函数中不会被屏蔽。

我的理解是，这里的容器变量实际上就是说的python的可变数据类型（字典，列表，元组，集合），而python的不可变数据类型指的是int，string，float.
可变数据类型：改变引用的值，内存地址不会改变。
不可变数据：改变引用的值，内存地址也会随之改变。

这里，我可不可以理解为，因为只是改变了容器的数据，但是实际上容器的内存地址并没有改变，python中的定义实际上就是变量的分配内存地址。

>>> a = [1,2,3]  #假定一个列表
>>> id(a)
1742351783816  #这里是列表[1,2,3]的引用a指向的内存地址。
>>> id(a[0])
140712228545360 #这里是列表的第一个元素的内存地址。
>>> a.append(4)  #将列表a添加元素4
>>> a
[1, 2, 3, 4]
>>> id(a)
1742351783816  #a指向的内存地址没有变，因为并没有新建对象。
>>> a = [1,2,3,4] #这里再次对a进行赋值，那么内存地址会不会不变呢？
>>> id(a)
2937274002504     #内存地址既然发生了改变，看来这里的[1,2,3,4]是一个新的对象，看来python只要对对象进行赋值操作，都会开辟一个存放新对象的内存空间。

很明显，容器变量的地址与其内部的数据的地址不是一个地址。

我们继续，如果变量的内存地址被定义了，那么接下来就不需要定义它。这里因为用的是容器变量，在外部函数中列表x的内存地址已经被声明了，所以接下来
在局部函数中不需要再次对列表x定义。但是如果，用的不是容器变量，而是可变数据类型，局部函数对外部函数变量的赋值操作会改变其内存地址，也就是
新建了一个对象，任何新建的对象都需要将其定义。

>>> b = 3
>>> id(b)
140712228545424  # 3的内存地址
>>> b = 4
>>> id(b)
140712228545456 # 改变变量值后，引用b从之前的3指向了现在4的内存地址。

下面的方式函数也可以成功输出3.

def f1():
        x = 1
        def f2():
                #x= x + 2
                return x+2   #这里并不叫对x赋值，改成 return x+2 也可以成功执行，因为x还是原来的x,内存地址没有变。参与了=号的x才叫被赋值，才会改变其内存地址。
        return f2()

print(f1())

python3中，可以借助nolocal对局部函数的外部变量进行声明，nolocal x,可以达到被屏蔽的效果。

不好意思，让大家看了这么久，还没有抛出我的问题。哈哈哈，这里我有两个问题：

小甲鱼说上述例子中容器变量x不是存放在栈中，所以可以避免被屏蔽，但是并没有具体说容器变量存放在哪里，python中的栈是一个实体还是一个虚拟的概念？

变量一旦被重新赋值，其内存就会被回收，假设这里的变量引用计数为1.大家看下面的例子

>>> b = 3   
>>> id(b)
140712228545424    #对象3的地址
>>> b = 4
>>> id(b)
140712228545456    #对象4的地址，同时引用b已经从原来对象指向对象3的地址变为指向对象4
>>> id(3)
140712228545424    #为什么这里的对象3的地址还在呢？而且跟之前在内存中的存放地址是一样的，不是会被回收么？
>>> id(1)                #这里并没有给对象1定义，但是对象1依旧被存放在内存中的一个地址
140712228545360
>>> a = 1
>>> id(a)
140712228545360

哪道说python中的存储数值的地址不会被回收？难到在python中所有的数值在被定义前都已经有了自己的地址?后来我把IDLE关掉了，重新打开IDLE后，
对象1的内存地址发生了改变，如下。

>>> id(1)
140712229004112

这是为什么呢？

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冬雪雪冬

2019-4-11 22:03:07

小甲鱼说上述例子中容器变量x不是存放在栈中，所以可以避免被屏蔽，但是并没有具体说容器变量存放在哪里，python中的栈是一个实体还是一个虚拟的概念？
----可以换一个方式理解，列表是可变变量，函数中是可以局部修改其值的。例如：

x = [1]
def f():
    x.append(3)
    print(x)
f()
print(x)

[1, 3]
[1, 3]

但重新赋值是不行的：

x = [1]
def f():
    x = [3]
    print(x)
f()
print(x)

[3]
[1]

第二个问题的理解要从python的赋值语句谈起，赋值就是贴标签，a=1，就是在内存中先创建一个值1，再给它贴上标签a，id(3)虽然3没有赋值给一个变量，但已经创建出来了，id(3)以后又马上回收掉。
例如

>>> id(12134)
2812284612816
>>> id(12134)
2812284612880

两次的地址不同，顺便说一下，python为了方便预先在内存中创建了-5~255的值，即使不使用也不会被回收掉。
重新打开idle创建的地址是不同的。

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冬雪雪冬

小甲鱼说上述例子中容器变量x不是存放在栈中，所以可以避免被屏蔽，但是并没有具体说容器变量存放在哪里，python中的栈是一个实体还是一个虚拟的概念？
----可以换一个方式理解，列表是可变变量，函数中是可以局部修改其值的。例如：

x = [1]
def f():
    x.append(3)
    print(x)
f()
print(x)

[1, 3]
[1, 3]

但重新赋值是不行的：

x = [1]
def f():
    x = [3]
    print(x)
f()
print(x)

[3]
[1]

第二个问题的理解要从python的赋值语句谈起，赋值就是贴标签，a=1，就是在内存中先创建一个值1，再给它贴上标签a，id(3)虽然3没有赋值给一个变量，但已经创建出来了，id(3)以后又马上回收掉。
例如

>>> id(12134)
2812284612816
>>> id(12134)
2812284612880

两次的地址不同，顺便说一下，python为了方便预先在内存中创建了-5~255的值，即使不使用也不会被回收掉。
重新打开idle创建的地址是不同的。

牧码人

冬雪雪冬 发表于 2019-4-11 22:03
小甲鱼说上述例子中容器变量x不是存放在栈中，所以可以避免被屏蔽，但是并没有具体说容器变量存放在哪里，p ...

谢谢大牛细心解答！

x = [1]
def f():
    x.append(3) #这个操作并没有改变列表x的内存地址，但是重新赋值的话x=[3]就会改变了，两者的操作对象不一样，一个是对列表的元素操作，一个是对列表操作，也就是说python只有在对对象的最外层引用进行赋值操作（有等号出现）时才会触发屏蔽机制，不可变数据最外层对象就是其自身，没有内层对象，可变数据类型最外层也是其自身，但是对内层对象的操作不会触发屏蔽机制，会直接改变其数据。这回我算是加深理解了。
    print(x)
f()
print(x)

另外，容器变量不是存放在栈中，那它存放在哪呢？python的函数是存放在栈的，栈是实体还是虚拟概念？



关于问题的解答，我做了一下复盘，就像您说的，python给-5~255的值即使不适用也不会被回收掉.

>>> id(1)
140712175199056
>>> id(1)
140712175199056 #两个1的内存地址一样
>>> id(300000)
2362364578608
>>> id(300000)   #两个300000的内存地址不一样， 前一个被回收了。
2362364576688

冬雪雪冬

另外，容器变量不是存放在栈中，那它存放在哪呢？python的函数是存放在栈的，栈是实体还是虚拟概念？
这个我不太明白，还是得请教小甲鱼。