標籤：

Python進階課程筆記(二)

01-31

這一部分是關於Python的Callable。在Stackoverflow上有一個專門的問題叫做「What is a "callable" in Python」，高票回答中說：

A callable is anything that can be called.

這個回答很抽象，大雄從更具體的角度來闡述Callable這個概念——在Python中哪些是callable的？

  • function
  • closure
  • bound method
  • unbound method
  • class method
  • static method
  • functor
  • operator
  • class

先說答案，很明顯，列出的這些都是callable的。這些概念中的大部分我在工作中都有使用，包括比如closure的坑也幫助新同學調試bug的時候看到新入職的同學自己踩到過，但是對於bound method和unbound method這些概念還不是很清晰。我們也一個個來看。

3. Closure

Closure，閉包，在Python中本質上是一個函數，或者更具體來說它和Function的區別是它包含了Code和Environment，而Python中Environment又可以分為globals、locals和cells三部分。

globals和locals比較容易理解，其實就是兩個dict，分別保存了全局變數和局部變數，那這個cells是什麼？我們先來看一個非常經典的例子：

def foo():n logout_lst = []nn for i in xrange(5):n def logout():n print in logout_lst.append(logout)nn for l in logout_lst:n l()nnfoo()n

思考：這段代碼的輸出是什麼？

分析一下這段代碼，雖然這裡為了方便演示，構造了一個只有print的邏輯，你可能會質疑它的作用，但是在我們開發的過程中，就有同學在循環內部定義了類似的閉包用於引擎回調的調用，引用了外部了一個類似i的變數。例子中，在foo的函數內部，代碼def logout()定義了一個閉包（寫到這裡讓我想起了遙遠的過去寫JAVA代碼時使用的Inner Class），然後我們想使用外部變數i的值，這裡只是把它輸出出來，通常我們想要輸出的結果是列印0、1、2、3、4這幾個數字，當然中間有換行，但是最終的輸出結果是什麼呢？

5個4！

為什麼呢？我們來添加一些輸出日誌來查看一下，為了方便看輸出，我們只循環兩次來看，修改後的代碼如下：

def foo():n logout_lst = []nn for i in xrange(2):n def logout():n print "i:", i, id(i)n print "globals:", globals()n print "locals:", locals()n logout_lst.append(logout)nn for l in logout_lst:n l()n print "Cells:", l.__closure__, id(l.__closure__[0].cell_contents)n print nnfoo()n

輸出的結果如下：

i: 1 35882616nglobals: {__builtins__: <module __builtin__ (built-in)>, __file__: F:Davidnarrator.py, __package__: None, __name__: __main__, foo: <function foo at 0x022C72B0>, __doc__: None}nlocals: {i: 1}nCells: (<cell at 0x02354570: int object at 0x02238678>,) 35882616nni: 1 35882616nglobals: {__builtins__: <module __builtin__ (built-in)>, __file__: F:Davidnarrator.py, __package__: None, __name__: __main__, foo: <function foo at 0x022C72B0>, __doc__: None}nlocals: {i: 1}nCells: (<cell at 0x02354570: int object at 0x02238678>,) 35882616n

首先列印一下i的值與i這個變數的id，你可以認為這是i在Python虛擬機中的唯一編號，兩次輸出它的值都是1，id也都是一個35882616，然後輸出一下globals和locals看一下，這兩個很簡單，不做分析了。最後通過__closure屬性來看下閉包的內容：

Cells: (<cell at 0x02354570: int object at 0x02238678>,)n

這就是前面說的cells，它是一個cell對象，裡面的內容有一個int對象，通過cell_contents屬性可以查看到它的id是35882616，和i是一樣的。

可以看出，cells就是對於up-values的引用（references），注意，引用！

那之前的輸出就很容易理解了，引用，當後面調用閉包執行的時候，i變數值已經變成了4，那輸出i自然每次都是4。

最後，如何修改可以讓你的代碼可以按照之前的計劃正常執行呢？很簡單，不要直接使用cells中的值，而是用一個參數來讓它變成參數，就是定義這個閉包的時刻的值了。

def foo():n logout_lst = []nn for i in xrange(2):n def logout(x = i):n print "x:", x, id(x)n print "globals:", globals()n print "locals:", locals()n logout_lst.append(logout)nn for l in logout_lst:n l()n print "Cells:", l.__closure__n print nnfoo()n

輸出結果：

x: 0 37062276nglobals: {__builtins__: <module __builtin__ (built-in)>, __file__: F:Davidnarrator.py, __package__: None, __name__: __main__, foo: <function foo at 0x023E72B0>, __doc__: None}nlocals: {x: 0}nCells: Nonennx: 1 37062264nglobals: {__builtins__: <module __builtin__ (built-in)>, __file__: F:Davidnarrator.py, __package__: None, __name__: __main__, foo: <function foo at 0x023E72B0>, __doc__: None}nlocals: {x: 1}nCells: Nonen

此處，cells的內容變為了None，輸出的結果也是0和1，它們的id自然也不同。其實參數也可以寫成def logout(i = i):，內部可以使用i，但是這會造成一些困擾，個人不推薦這麼寫。

思考：那麼你以為這個坑就踩完了嗎？有沒有哪裡還可能存在問題？

def logout(x = i):這種定義雖然用在閉包里，但是其實是函數的默認參數，那麼默認參數如果使用list、dict或者python object等這樣mutable的值會怎樣？這自然是另外一個入門級的坑：

背景： 不建議在函數默認參數中使用mutable value，而保證只使用immutable value。

但有時候為了解決一個坑，可能不小心踩入另外一個坑。如果這裡使用了，比如一個list對象作為參數，那麼創建出來的這幾個閉包中的x都引用的會是同一個對象，而且，在任何一個閉包多次調用的時候，x的值都是同一個對象的引用。如果像例子中是只讀的邏輯的話，可能沒有問題，如果後面有人添加了修改的邏輯，那就呵呵呵呵了。可能會亂成一鍋粥，出現各種神奇的現象，寫這樣邏輯的人自求多福吧。

總結：理解閉包的概念，理解引用的概念，編寫代碼保持思路清晰，明確自己使用的變數存在在哪裡，是一件非常非常重要的事情，對團隊開發中避免匪夷所思令人抓狂的Bug很有幫助！

這一部分只講閉包這一個點，其實關於閉包還有很多知識點，有興趣的可以自己查閱相關資料。第三部分講解bound method和unbound method，這是我這次課程最喜歡的部分。

PS: 很多坑，你看過文章介紹，或者聽同事講過，但是寫代碼的時候有時還是會由於當時思路的混亂而饒進去，重新踩一遍，這往往難以避免，不親身經歷的坑思維上很難那麼敏感。經驗學習和知識積累的作用，是讓你從坑中往外爬的時候更快一些，回頭看那些坑印象更深刻一些。

2016年7月2日於杭州網易大廈

推薦閱讀：

TAG:Python |