什么是 Python 的闭包？⭐️

闭包（Closure）是 Python 中一个重要的概念，它涉及到函数和作用域。简单来说，闭包是由函数及其引用环境组合而成的一个整体。在 Python 中，闭包使得函数能够记住并访问其定义时所在的作用域中的变量，即使在函数被调用时这些变量已经不在当前作用域中。

闭包的基本定义

闭包由三部分组成：

函数：一个可以访问自由变量的函数。
自由变量：在函数内部使用的但不是函数参数或局部变量的变量。
环境：定义该函数的作用域内的绑定。

闭包的特点

封装性：闭包可以封装变量的状态，使得这些变量即使在函数外部也不被直接访问。
持久性：闭包可以让函数记住其定义时所在的作用域中的变量，即使这些变量在函数外部已经不再存在。
延迟计算：闭包可以用于实现延迟计算，即在需要的时候才计算结果。

闭包的创建

要创建一个闭包，你需要定义一个内部函数，并让这个内部函数引用其外部函数中的变量。然后，你需要返回这个内部函数，这样在外部函数执行完毕后，这个内部函数仍然可以访问其外部作用域中的变量。

闭包的示例

下面通过一个简单的例子来说明闭包的使用：

def outer_function(x):
    def inner_function(y):
        return x + y  # x 是自由变量
    return inner_function  # 返回内部函数
 
closure = outer_function(10)  # closure 是一个闭包
result = closure(5)  # 计算 10 + 5
print(result)  # 输出 15

在这个例子中：

outer_function 是一个外部函数，它定义了一个内部函数 inner_function。
inner_function 引用了外部函数 outer_function 中的变量 x。
outer_function 返回 inner_function。
当我们调用 outer_function(10) 时，x 被设置为 10，并且 inner_function 被返回。
返回的 inner_function 就是一个闭包，它记得 x 的值。
当我们调用 closure(5) 时，闭包 closure 计算了 x + y 的结果，即 10 + 5。

闭包的使用场景

闭包在 Python 中有很多实用的场景，例如：

装饰器：闭包经常用于实现装饰器模式，使得装饰器可以携带额外的状态信息。
回调函数：闭包可以用作回调函数，这些函数可以捕获并保持调用时的状态。
私有变量：闭包可以用于实现私有变量，使得变量只能通过闭包中的函数访问。
状态机：闭包可以用于实现状态机，其中每个状态都可以通过闭包来表示，并且每个状态可以保存自己的状态信息。

示例：使用闭包实现装饰器

下面是一个使用闭包实现装饰器的例子：

def logger(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"Calling {func.__name__}")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"Called {func.__name__}")
        return result
    return wrapper
 
@logger
def add(a, b):
    return a + b
 
result = add(1, 2)
print(result)  # 输出 3