Warum greift meine verschachtelte Funktion in Python nur auf den letzten Wert einer Schleifenvariablen zu?

Lokale Variablen in verschachtelten Funktionen

Verschachtelte Funktionen bieten eine praktische Möglichkeit, Code zu organisieren und Funktionalität in einem breiteren Kontext zu kapseln. Das Verständnis, wie Variablen in verschachtelten Bereichen behandelt werden, kann Entwickler jedoch oft verwirren.

Betrachten Sie den folgenden Codeausschnitt:

class Cage(object):
    def __init__(self, animal):
        self.animal = animal

def get_petters():
    for animal in ['cow', 'dog', 'cat']:
        cage = Cage(animal)

        def pet_function():
            print("Mary pets the " + cage.animal + ".")

        yield (animal, cage.animal)

In diesem Beispiel iteriert eine Generatorfunktion get_petters() durch a Liste der Tiere, erstellt für jedes Tier ein Cage-Objekt und liefert ein Tupel mit dem Namen des Tieres und einer verschachtelten Funktion, die versucht, lokal auf den Käfig zuzugreifen Variable.

Beim Ausführen dieses Codes erwarten Sie möglicherweise, dass drei verschiedene Tiere gedruckt werden, entsprechend den drei verschiedenen Instanzen der Käfigvariable. Die Ausgabe ergibt jedoch wiederholt nur „Mary streichelt die Katze“.

Verstehen des Schließungsverhaltens

Der Kern des Problems liegt in der Natur der Schließung in Python. Wenn verschachtelte Funktionen definiert werden, erfassen sie Verweise auf die Variablen in ihrem umschließenden Bereich. Im bereitgestellten Code ist die pet_function in der Funktion get_petters() verschachtelt und hat somit Zugriff auf die Käfigvariable.

Diese Referenz wird jedoch zum Zeitpunkt der Funktionsdefinition nicht hergestellt. Stattdessen tritt es zum Zeitpunkt der Funktionsausführung auf. Zum Zeitpunkt der Ausführung der verschachtelten Funktionen wurde der Käfigvariablen bereits der Wert „Katze“ zugewiesen, während sie die Liste der Tiere durchläuft.

Abhilfemaßnahmen

Um dieses Problem zu beheben, kann man Folgendes tun Verfolgen Sie mehrere Ansätze:

1. Teilfunktionen:

Eine Teilfunktion ist eine aufrufbare Funktion, die eine vorhandene Funktion umschließt und einige ihrer Argumente mit voreingestellten Werten initialisiert. In diesem Fall können Sie functools.partial() verwenden, um eine partielle Haustierfunktion zu erstellen, die die Käfigvariable an den entsprechenden Kontext bindet:

def pet_function(cage=None):
    print("Mary pets the " + cage.animal + ".")

yield (animal, partial(pet_function, cage=cage))

2. Neue Bereiche erstellen:

Eine weitere Option besteht darin, die Haustierfunktion innerhalb eines verschachtelten Bereichs zu definieren, der sicherstellt, dass die Käfigvariable immer lokal an den richtigen Wert gebunden ist:

def scoped_cage(cage=None):
    def pet_function():
        print("Mary pets the " + cage.animal + ".")
    return pet_function

yield (animal, partial(pet_function, cage))

3. Standard-Schlüsselwortparameter:

Sie können die Cage-Variable auch als Standard-Schlüsselwortargument an die Haustierfunktion übergeben:

def pet_function(cage=cage):
    print("Mary pets the " + cage.animal + ".")

yield (animal, partial(pet_function))

Durch die Einhaltung dieser Techniken können Sie eine Verschachtelung sicherstellen Funktionen arbeiten mit den erwarteten lokalen Variablen, wodurch unerwartete Nebenwirkungen vermieden und die Codeklarheit gewahrt bleibt.

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