为什么 Python 中的嵌套函数仅访问循环变量的最后一个值？

嵌套函数中的局部变量

嵌套函数提供了一种在更广泛的上下文中组织代码和封装功能的便捷方法。然而，了解如何在嵌套作用域内处理变量通常会让开发人员感到困惑。

考虑以下代码片段：

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)

在此示例中，生成器函数 get_petters() 迭代动物列表，为每个动物创建一个 Cage 对象，并生成一个包含动物名称的元组和一个尝试访问笼子本地的嵌套函数变量。

执行此代码后，您可能期望看到打印三种不同的动物，对应于笼变量的三个不同实例。然而，输出仅重复地产生“Mary pets the cat”。

理解闭包行为

问题的症结在于Python中闭包的本质。定义嵌套函数时，它们捕获对其封闭范围内的变量的引用。在提供的代码中，pet_function 嵌套在 get_petters() 函数中，因此可以访问笼变量。

但是，在函数定义时并未建立此引用。相反，它发生在函数执行时。执行嵌套函数时，笼子变量在遍历动物列表时已被分配值“cat”。

补救措施

要解决此问题，可以采用几种方法：

1.部分函数：

部分函数是一个可调用函数，它包装现有函数并使用预设值初始化其一些参数。在这种情况下，您可以使用 functools.partial() 创建一个部分 pet 函数，将笼变量绑定到适当的上下文：

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

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

2。创建新作用域：

另一个选项是在嵌套作用域内定义 pet 函数，以确保笼变量始终在本地绑定到正确的值：

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

yield (animal, partial(pet_function, cage))

3.默认关键字参数：

您还可以将笼变量作为默认关键字参数传递给 pet 函数：

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

yield (animal, partial(pet_function))

通过遵循这些技术，您可以确保嵌套函数使用预期的局部变量进行操作，消除意外的副作用并保持代码清晰度。

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