【基础】Python中的闭包的概念与实现方式

# 1. Python闭包概述

闭包是Python中一种强大的功能，它允许函数访问其定义作用域之外的变量。通过这种方式，闭包可以记住其创建时的状态，即使该函数已经返回。闭包在许多应用场景中非常有用，包括状态保存、函数装饰器和事件处理。

# 2. Python闭包的实现方式

### 2.1 内嵌函数

#### 2.1.1 内嵌函数的定义和调用

内嵌函数是在另一个函数内部定义的函数。它可以访问外部函数的作用域，包括外部函数的变量和参数。内嵌函数的定义使用 `def` 关键字，语法如下：

def 外部函数():
    def 内嵌函数():
        # 内嵌函数的代码

要调用内嵌函数，需要先调用外部函数，然后通过外部函数的返回值来访问内嵌函数。例如：

def 外部函数():
    def 内嵌函数():
        print("我是内嵌函数")

    return 内嵌函数

内嵌函数 = 外部函数()
内嵌函数()  # 输出：我是内嵌函数

#### 2.1.2 内嵌函数的变量作用域

内嵌函数可以访问外部函数的作用域，包括外部函数的变量和参数。但是，外部函数不能访问内嵌函数的作用域。这种作用域规则称为词法作用域。

例如：

def 外部函数(x):
    def 内嵌函数():
        print(x)

    return 内嵌函数

内嵌函数 = 外部函数(10)
内嵌函数()  # 输出：10

在上面的示例中，内嵌函数可以访问外部函数的参数 `x`，但外部函数不能访问内嵌函数的任何变量。

### 2.2 lambda表达式

#### 2.2.1 lambda表达式的语法和用法

lambda表达式是匿名函数，它使用 `lambda` 关键字定义。lambda表达式的语法如下：

lambda 参数列表: 表达式

lambda表达式可以作为函数的参数传递，也可以直接赋值给变量。例如：

# 定义lambda表达式
平方 = lambda x: x ** 2

# 将lambda表达式赋值给变量
函数 = lambda x: x ** 2

# 使用lambda表达式
print(平方(5))  # 输出：25

#### 2.2.2 lambda表达式与内嵌函数的对比

lambda表达式和内嵌函数都是匿名函数，但它们有一些区别：

* lambda表达式不能访问外部函数的作用域，而内嵌函数可以。
* lambda表达式只能包含一个表达式，而内嵌函数可以包含多个语句。
* lambda表达式通常用于创建简单的匿名函数，而内嵌函数更适合创建复杂或可重用的匿名函数。

# 3. Python闭包的应用场景

### 3.1 状态保存

闭包的一个重要应用场景是状态保存。它允许函数访问并修改其外部作用域中的变量，即使该函数已经返回。

#### 3.1.1 计数器

一个常见的例子是使用闭包实现计数器。以下代码创建一个闭包，它返回一个函数，该函数每次调用时都会增加一个计数器：

def creat