Python，循环和闭包

Question

我是一位经验丰富的 C/C++（在某种程度上是 Java）程序员。我正在学习 python，但我对该语言的一些奇怪的（对于我的背景）行为感到困惑。

我正在学习嵌套函数和闭包（阅读“学习 Python”，这对我来说似乎是一个非常好的资源）。

我知道，如果我在调用创建的函数时将 def 嵌套在 for 循环中，它会查找捕获的循环变量的最后一个值（因为它通过引用捕获，正如 C++ 程序员所说的那样）

funcs = []
for i in range(4):
    def f():
        print(i)
    funcs.append(f)

运行程序的结果是

>>> for f in funcs:
      f()


3
3
3
3

现在，当我偶然发现这个（在我看来是什么）不一致时，我正在思考这个问题：如果我这样做

for i in range(4):
  funcs[i]()


0
1
2
3

更莫名其妙，如果我这样做了

>>> i = 2
>>> funcs[i]()

2

现在，列表中的所有函数都返回 2：

for f in funcs:
  f()


2
2
2
2

一定有一些我无法理解的范围相关问题

Answer 1

你的功能

def f():
    print(i)

打印i的当前值。

如果你写

for i in range(4):
    funcs[i]()

然后i 被设置为0,1,2,3，因为你通过循环。这就是for i in range(4) 的意思。

如果你写

for f in funcs:
    f()

然后i 继续使用它已有的任何值。

Answer 2

首先，这会创建一个包含四个函数的列表。

funcs = []
for i in range(4):
  def f():
    print(i)
  funcs.append(f)

这些函数中的每一个都查找i 的值，然后将其打印出来。

这会遍历函数列表并调用每个函数：

>>> for f in funcs:
      f()

如上所述，这些函数查找 i，由于之前完成的 for i in range(4) 循环，现在为 3，因此您得到 3 的四个打印输出。

现在你再次循环，使用i 作为循环变量：

for i in range(4):
  funcs[i]()


0
1
2
3

第一次循环时，i 是 0，所以当函数查找 i 时，它会得到 0，然后打印出来。然后它变为 1，然后是 2，然后是 3。

以下代码只是以另一种方式更改i，并调用一个函数：

>>> i = 2
>>> funcs[i]()

2

您可以调用任何这些函数，但它们仍然会打印 2，因为这就是 i 现在的值。你只是迷路了，因为你循环了range(4)来创建这些函数，然后你循环了range(4)来索引函数列表，你继续重用i，然后你重新分配i并使用它来索引列表。

如果您希望将每个函数的打印值i 固定为定义函数时的值，最简单的方法是使用默认参数，因为在定义函数时会评估这些参数，而不是当它被调用时：

funcs = []
for i in range(4):
  def f(num=i):
    print(num)
  funcs.append(f)

Answer 3

这里没有矛盾。 f() 中i 的值取决于父作用域中i 的值。在您运行第一个for i in range(4) 之后，i 的值是range 中最后一项的值，即 3，因此所有后续对f() 的调用都将打印 3

如果你运行

for i in range(4):
  funcs[i]()

您在每个迭代步骤中重新定义i 的值，因此您得到0,1,2,3 作为f 打印的值。正在做

for x in range(4):
   funcs[x]()

不会影响i 的值，因此您将在所有函数调用中将3 作为i 的值

Answer 4

为了完整起见，这是一个替代实现：

def getfunc(i):
    return lambda: i

funcs = []
for i in range(5):
    funcs.append(getfunc(i))

for item in funcs:
    print(item())