Python - 内部函数、闭包和工厂函数 - 如何分解？

Question

我希望 Python 专家可以为我目前在使用内部函数、闭包和工厂函数时遇到的困惑提供一些帮助。在寻找通用霍夫变换的实现示例时，我发现了这一点：

https://github.com/vmonaco/general-hough/blob/master/src/GeneralHough.py

我想把它翻译成 C++，看来第一步是在 general_hough_closure() 中分解出内部函数：

def general_hough_closure(reference_image):
    '''
    Generator function to create a closure with the reference image and origin
    at the center of the reference image

    Returns a function f, which takes a query image and returns the accumulator
    '''
    referencePoint = (reference_image.shape[0]/2, reference_image.shape[1]/2)
    r_table = build_r_table(reference_image, referencePoint)

    def f(query_image):
        return accumulate_gradients(r_table, query_image)

    return f

我似乎对这个功能的工作方式感到困惑。 “f”似乎没有在任何地方被调用，我不确定该函数如何知道“query_image”是什么？我尝试了各种谷歌搜索来查找有关内部函数、闭包和工厂函数的提示，例如 this 和一些类似的页面，但我能找到的所有示例都更加简化，因此没有太大帮助。有人可以提供一些方向吗？

Answer 1

代码只是返回函数f作为一个整体。没有必要“知道参数是什么”——f 会在它被调用时知道它。经典的例子是这样的：

>>> def f(x):
...     def g(y):
...         return x + y
...     return g
... 
>>> f
<function f at 0x7f8500603ae8>
>>> f(1)
<function f.<locals>.g at 0x7f8500603a60>
>>> s = f(1)
>>> s(2)
3

在这里，就像在您的函数中一样，g 关闭另一个值（分别为x 或r_table），同时仍然期待它的实际参数。

由于存在封闭值，因此您不能直接分解f。一种传统的方法是返回一个包含该值的对象，该对象具有某种表示函数的调用方法；现在在 C++ 中更简单的方法是使用 lambda 函数：

int f(int x) {
  auto g = [x](int y) {
    return x + y
  };
  return g;
}

在 C++ 中，如果不指定要关闭的值（这里是 [x]），它会向你大喊大叫。但在内部，它做的事情几乎相同（使用x-member 构造一个匿名类）。

Answer 2

C++11 之前的 C++ 没有函数作为类型。

您可以使用以下类来模拟语义（伪代码）：

class GeneralHoughClosure {
  public:
    GeneralHoughClosure(reference_image) {
      referencePoint = (reference_image.shape[0]/2, reference_image.shape[1]/2)
      r_table = build_r_table(reference_image, referencePoint)
    }
    void Run(queryImage) {
      return accumulate_gradients(r_table, query_image)
    }
    void operator()(queryImage) {
      return accumulate_gradients(r_table, query_image)
    }        
  }

那么，你可以按如下方式使用它：

gg = new GeneralHoughClosure(reference_image)
gg.Run(queryImage1)
gg(queryImage2)