在内部函数内部分配外部变量的python闭包

Question

我有这段代码：

#!/usr/bin/env python

def get_match():
  cache=[]
  def match(v):
    if cache:
      return cache
    cache=[v]
    return cache
  return match
m = get_match()
m(1)

如果我运行它，它会说：

UnboundLocalError: local variable 'cache' referenced before assignment

但如果我这样做：

#!/usr/bin/env python

def get():
  y = 1
  def m(v):
    return y + v
  return m

a=get()
a(1)

它运行。

列表有什么东西吗？还是我的代码组织错了？

Answer 1

问题是变量cache不在函数匹配的范围内。如果您只想像在第二个示例中那样读取它，这不是问题，但是如果您正在分配它，python 会将其解释为局部变量。如果您使用的是 python 3，则可以使用 nonlocal 关键字来解决此问题 - 不幸的是，对于 python 2，没有简单的解决方法。

def f():
    v = 0

    def x():
        return v    #works because v is read from the outer scope

    def y():
        if v == 0:  #fails because the variable v is assigned to below
            v = 1

    #for python3:
    def z():
        nonlocal v  #tell python to search for v in the surrounding scope(s)
        if v == 0:
            v = 1   #works because you declared the variable as nonlocal

问题与全局变量有些相同 - 每次分配给全局变量时都需要使用global，而不是读取它。

简要解释其背后的原因： python 解释器将所有函数编译成function 类型的特殊对象。在此编译期间，它检查函数创建的所有局部变量（用于垃圾收集等）。这些变量名保存在函数对象中。由于“隐藏”外部范围变量（创建具有相同名称的变量）是完全合法的，因此假定分配给且未显式声明为 global（或 python3 中的 nonlocal）的任何变量是一个局部变量。

当函数执行时，解释器必须查找它遇到的每个变量引用。如果在编译过程中发现该变量是本地变量，则在函数 f_locals 字典中进行搜索。如果尚未分配，则会引发您遇到的异常。如果变量未在函数范围内分配，因此不是其局部变量的一部分，则在周围范围内查找它 - 如果在周围找不到它，则会引发类似的异常。

Answer 2

访问变量与分配变量不同。

全局变量也有类似的情况。您可以在任何函数中访问它们，但如果您尝试在没有 global 语句的情况下对其进行分配，它将在本地上下文中重新声明它。

不幸的是，对于本地函数，没有等效的 global 语句，但您可以通过替换来绕过重新声明

cache=[v]

与：

cache[:] = [v]

Answer 3

由于 Python 看到 cache=[v] - 分配给 cache，它会将其视为局部变量。所以这个错误是相当合理的——在if语句中使用之前没有定义局部变量cache。

你可能想写成：

def get_match():
  cache=[]
  def match(v):
    if cache:
      return cache
    cache.append(v)
    return cache
  return match
m = get_match()
m(1)

强烈推荐阅读：Execution Model - Naming and binding 和 PEP 227 - Statically Nested Scopes

Answer 4

替换

cache=[]
def match(v):

与

def match(v,cache=[])

解释：您的代码将cache 声明为get_match 的变量，返回的match(v) 对此一无所知（由于以下赋值）。但是，您确实希望 cache 成为 match 命名空间的一部分。

我知道“恶意”用户可以通过这种方式重新定义缓存，但这是他们自己的错误。 如果这是一个问题，替代方案是：

def match(v):
     try:
         if cache:
             return cache
     except NameError:
         cache = []
     ...

（见here）