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Python 闭包是如何捕获变量的?

舞夢輝影

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发布时间:2026-01-21 18:07:02

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来源于php中文网

原创

Python闭包捕获变量引用而非值,内部函数调用时访问外部变量当前值;循环中创建闭包易共享同一变量导致错误,可用默认参数或闭包工厂解决。

python 闭包是如何捕获变量的?

Python 闭包捕获的是变量的引用,而不是创建时的值。这意味着内部函数在调用时访问的是外部作用域中该变量的当前值,而非定义闭包时的快照。

闭包捕获的是引用,不是值

当一个嵌套函数引用了外层函数的局部变量,并且这个嵌套函数在外部函数返回后仍能访问该变量,就形成了闭包。Python 不会复制变量内容,而是将变量名绑定到外层作用域中的对象上。只要该对象还存在,闭包就能通过引用访问它。

  • 如果外部变量是可变对象(如列表、字典),闭包修改它会影响所有引用该对象的地方
  • 如果外部变量是不可变对象(如整数、字符串),重新赋值会改变绑定关系,但闭包仍指向原来的对象(除非变量被重新赋值)

常见陷阱:循环中创建多个闭包

在 for 循环中定义闭包时,所有闭包共享同一个变量引用,容易导致意外结果:

funcs = []
for i in range(3):
    funcs.append(lambda: i)
print([f() for f in funcs])  # 输出 [2, 2, 2],不是 [0, 1, 2]

这是因为所有 lambda 都引用了同一个 i,而循环结束时 i == 2

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  • 解决方法:用默认参数捕获当前值,lambda x=i: x
  • 或使用闭包工厂函数,让每次迭代生成独立的作用域

查看闭包内容的方法

可以通过函数对象的 __closure__ 属性观察闭包引用:

  • func.__closure__ 是一个元组,每个元素是 cell 对象
  • cell.cell_contents 可读取当前引用的对象值
  • 没有闭包时,__closure__None

闭包与自由变量的关系

被闭包引用但不在内部函数中定义的变量,称为“自由变量”。Python 编译器会在函数编译阶段识别自由变量,并把它们加入 __code__.co_freevars 元组。运行时,解释器通过 __closure__ 维护这些变量的实际引用。

  • 自由变量必须存在于外层作用域中,否则报 UnboundLocalError
  • 若在内部函数中对自由变量赋值(非 nonlocal 声明),Python 会将其视为局部变量,导致引用错误

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