高阶函数除了可以接受函数作为参数外，还可以把函数作为结果值返回。 我们来实现一个可变参数的求和。通常情况下，求和的函数是这样定义的： ```python def calc_sum(*args): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax ``` []( "复制到剪贴板") 但是，如果不需要立刻求和，而是在后面的代码中，根据需要再计算怎么办？可以不返回求和的结果，而是返回求和的函数： ```python def lazy_sum(*args): def sum(): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax return sum ``` []( "复制到剪贴板") 当我们调用 `lazy_sum()`时，返回的并不是求和结果，而是求和函数： ```plain >>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f .sum at 0x101c6ed90> ``` []( "复制到剪贴板") 调用函数 `f`时，才真正计算求和的结果： ```plain >>> f() 25 ``` []( "复制到剪贴板") 在这个例子中，我们在函数 `lazy_sum`中又定义了函数 `sum`，并且，内部函数 `sum`可以引用外部函数 `lazy_sum`的参数和局部变量，当 `lazy_sum`返回函数 `sum`时，相关参数和变量都保存在返回的函数中，这种称为“闭包（Closure）”的程序结构拥有极大的威力。 请再注意一点，当我们调用 `lazy_sum()`时，每次调用都会返回一个新的函数，即使传入相同的参数： ```plain >>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f1==f2 False ``` []( "复制到剪贴板") `f1()`和 `f2()`的调用结果互不影响。 ### 闭包 注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量 `args`，所以，当一个函数返回了一个函数后，其内部的局部变量还被新函数引用，所以，闭包用起来简单，实现起来可不容易。 另一个需要注意的问题是，返回的函数并没有立刻执行，而是直到调用了 `f()`才执行。我们来看一个例子： ```python def count(): fs = [] for i in range(1, 4): def f(): return i*i fs.append(f) return fs f1, f2, f3 = count() ``` []( "复制到剪贴板") 在上面的例子中，每次循环，都创建了一个新的函数，然后，把创建的3个函数都返回了。 你可能认为调用 `f1()`，`f2()`和 `f3()`结果应该是 `1`，`4`，`9`，但实际结果是： ```plain >>> f1() 9 >>> f2() 9 >>> f3() 9 ``` []( "复制到剪贴板") 全部都是 `9`！原因就在于返回的函数引用了变量 `i`，但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时，它们所引用的变量 `i`已经变成了 `3`，因此最终结果为 `9`。 注意 返回闭包时牢记一点：返回函数不要引用任何循环变量，或者后续会发生变化的变量。 如果一定要引用循环变量怎么办？方法是再创建一个函数，用该函数的参数绑定循环变量当前的值，无论该循环变量后续如何更改，已绑定到函数参数的值不变： ```python def count(): def f(j): def g(): return j*j return g fs = [] for i in range(1, 4): fs.append(f(i)) # f(i)立刻被执行，因此i的当前值被传入f() return fs ``` []( "复制到剪贴板") 再看看结果： ```plain >>> f1, f2, f3 = count() >>> f1() 1 >>> f2() 4 >>> f3() 9 ``` []( "复制到剪贴板") 缺点是代码较长，可利用lambda函数缩短代码。 ### nonlocal 使用闭包，就是内层函数引用了外层函数的局部变量。如果只是读外层变量的值，我们会发现返回的闭包函数调用一切正常： ```python def inc(): x = 0 def fn(): # 仅读取x的值: return x + 1 return fn f = inc() print(f()) # 1 print(f()) # 1 ``` []( "复制到剪贴板") 但是，如果对外层变量赋值，由于Python解释器会把 `x`当作函数 `fn()`的局部变量，它会报错： ```python def inc(): x = 0 def fn(): # nonlocal x x = x + 1 return x return fn f = inc() print(f()) # 1 print(f()) # 2 ``` []( "复制到剪贴板") 原因是 `x`作为局部变量并没有初始化，直接计算 `x+1`是不行的。但我们其实是想引用 `inc()`函数内部的 `x`，所以需要在 `fn()`函数内部加一个 `nonlocal x`的声明。加上这个声明后，解释器把 `fn()`的 `x`看作外层函数的局部变量，它已经被初始化了，可以正确计算 `x+1`。 提示 使用闭包时，对外层变量赋值前，需要先使用nonlocal声明该变量不是当前函数的局部变量。 ### 练习 利用闭包返回一个计数器函数，每次调用它返回递增整数： ```python def createCounter(): def counter(): return 1 return counter # 测试: counterA = createCounter() print(counterA(), counterA(), counterA(), counterA(), counterA()) # 1 2 3 4 5 counterB = createCounter() if [counterB(), counterB(), counterB(), counterB()] == [1, 2, 3, 4]: print('测试通过!') else: print('测试失败!') ``` []( "复制到剪贴板") ### 参考源码 [return\_func.py](https://liaoxuefeng.com/books/python/functional/return-function/return_func.py) ### 小结 一个函数可以返回一个计算结果，也可以返回一个函数。 返回一个函数时，牢记该函数并未执行，返回函数中不要引用任何可能会变化的变量。