在 Python 中返回累加器的函数答案

【问题标题】：Function that returns an accumulator in Python在 Python 中返回累加器的函数
【发布时间】：2023-03-23 09:25:01
【问题描述】：

我正在阅读 Hackers and Painters 并且对作者提到的一个问题感到困惑，以说明不同编程语言的力量。

问题是：

我们想写一个生成累加器的函数——一个接受数字 n 的函数，并返回一个接受另一个数字 i 并返回 n 的函数 增加了 i。（这是递增，而不是加。累加器必须累加。）

作者提到了几种使用不同编程语言的解决方案。例如，Common Lisp：

(defun foo (n)
  (lambda (i) (incf n i)))

和 JavaScript：

function foo(n) { return function (i) { return n += i } }

但是，当涉及到 Python 时，以下代码不起作用：

def foo(n):
    s = n
    def bar(i):
        s += i
        return s
    return bar

f = foo(0)
f(1)  # UnboundLocalError: local variable 's' referenced before assignment

一个简单的修改就可以让它工作：

def foo(n):
    s = [n]
    def bar(i):
        s[0] += i
        return s[0]
    return bar

我是 Python 新手。为什么第一个解决方案不起作用，而第二个解决方案起作用？作者提到了词法变量，但我还是不明白。

【问题讨论】：

你可以阅读nested function variable scoping。
A def 引入了一个新范围。如果没有 global 或 nonlocal，则无法在外部范围内重新绑定变量。

标签： python scope closures common-lisp local-variables

【解决方案1】：

s += i 只是s = s + i 的糖。^*

这意味着您为变量s 分配了一个新值（而不是在原地对其进行变异）。当您分配给一个变量时，Python 假定它是函数的本地变量。但是，在分配之前，它需要评估s + i，但s 是本地的并且仍然未分配 -> 错误。

在第二种情况下，s[0] += i 您永远不会直接分配给s，而只能访问来自s 的项目。所以Python可以清楚的看出它不是局部变量，然后去外面的作用域去寻找。

最后，一个更好的选择（在 Python 3 中）是明确告诉它 s 不是局部变量：

def foo(n):
    s = n
    def bar(i):
        nonlocal s
        s += i
        return s
    return bar

（实际上不需要s - 您可以简单地在bar 中使用n。）

*_{The situation is slightly more complex，但重要的问题是计算和赋值是在两个单独的步骤中执行的。}

【讨论】：

s += i 只是 s = s + i 的糖——请注意，对于某些类型来说这不是真的。在列表上使用 += 绝对会改变它（通过__iadd__）。
谢谢，现在我明白了。我使用了一个多余的s，只是为了让两种情况之间的比较更清楚。顺便说一句，感谢您纠正我糟糕的语法。 :)
@Norrius 是正确的，但它使解释更容易 :) 范围规则也适用于这些类型。
"你可以简单地使用n 代替bar" 写n = n + i? Python 不会为它创建一个新的本地 n 吗？
@WillNess 当然。函数参数就像变量一样，因此您必须在 bar 内将其声明为 nonlocal。

【解决方案2】：

无限生成器是一种实现。您可以在生成器实例上调用__next__ 以迭代地提取连续结果。

def incrementer(n, i):
    while True:
        n += i
        yield n

g = incrementer(2, 5)

print(g.__next__())  # 7
print(g.__next__())  # 12
print(g.__next__())  # 17

如果您需要一个灵活的增量器，一种可能性是面向对象的方法：

class Inc(object):
    def __init__(self, n=0):
        self.n = n
    def incrementer(self, i):
        self.n += i
        return self.n

g = Inc(2)

g.incrementer(5)  # 7
g.incrementer(3)  # 10
g.incrementer(7)  # 17

【讨论】：

可以，但不灵活，因为增量固定为 5。
谢谢，这是正确的，虽然比使用闭包的更冗长。 :)
有时，冗长更像是pythonic :)。但这更多是风格/偏好的问题。我个人认为使用类而不是 global / nonlocal 语句更干净。

【解决方案3】：

在 Python 中，如果我们使用变量并将其传递给函数，那么它将是按值调用，无论您对变量所做的任何更改都不会反映到原始变量中。

但是当您使用列表而不是变量时，您在函数中对列表所做的更改会反映在函数外部的原始列表中，因此这称为引用调用。

这就是第二个选项有效而第一个选项无效的原因。

【讨论】：