为什么 python 使用中间单元格作为闭包？-解网

问：

伙计们，我完全不明白为什么 Python 使用中间单元格进行闭包。例如：

def outer():
   x = "world"
   def inner():
      print(f"Hello {x}")
   return inner

现在 x.outer 和 x.inner（忽略点表示法，这只是为了区分两个变量）都指向同一个中间单元格，而中间单元格又指向包含我们的字符串对象的内存单元格。

我们从这个中间细胞中得到了什么？为什么这两个变量不能直接指向包含我们的字符串对象的内存单元？

从引用计数的角度来看，即使在 outer（）函数完成运行后，我们仍然有 1 的引用计数（因为我们仍然有 x.inner 变量），因此 python 内存管理器将无法清空这个中间单元格。但是，如果这两个变量直接指向包含字符串对象的内存单元，我们将具有相同的引用计数。所以我想这与参考计数无关。

那么，这个中间细胞背后的想法是什么，为什么我们需要使用它呢？谢谢

闭包 python-closures

@DarrylG 如果我们运行上面的代码，我们将得到以下内容： fn = outer（） print（fn.__closure__） --> （<cell at 0x10d1edfd0： str object at 0x1089627b0>，）。正如你现在所看到的，我们的自由变量指向存储在 0x10d1edfd0 的中间单元格，而中间单元又指向包含我们的字符串对象的内存单元。我的问题是，为什么python不直接指向内存单元，而是使用这个中间单元？

0赞 andrew mamchyn 1/23/2023

@RalfUlrich 请看我上面的评论。谢谢。

0赞 DarrylG 1/24/2023

正如 Python 闭包所示，以 Python 目前的方式提供它允许小类的功能。“中间单元格”类似于对象实例中的变量。

答：

0赞 jsbueno 6/11/2023 #1

这个想法对我来说似乎很清楚——如果我能够把它写出来：在 Python 中，变量本身并不处于固定的内存位置，而是引用放置在该内存位置的任何内容，就像静态语言一样。它们也不直接“包含对内存中对象的引用（指针）”。发生的情况是，它们间接包含此引用，并且这种间接发生方式取决于变量 kind。（读到最后）

首先，让我们理解，如果没有“中间”单元格对象，对内部作用域中变量的赋值也只会改变对象所指向的 - 并且这种值更改永远不会被外部作用域中的人知道：它只会继续引用前一个对象。xxx

对于非局部变量，编译器生成的字节码将向单元格对象读取和写入值，以便该值在共享同一变量的所有变量中始终保持同步。但是对于使用这些值的代码，在 Python 源代码中，它是完全透明的：字节码将始终被构建为加载和设置单元格的值 - 而对于在内部作用域变量中未使用的普通字节码，会发出不同的字节码，这将在不同的区域保存给定变量的值（fast-locals，或全局变量）。

所以，换句话说：Python 中有 3 种根本不同的变量类型，编译器在编译时知道（*）给定的变量是哪种类型 - 它会为每种类型发出不同的字节码。非局部变量获得字节码，字节码使用对象（就好像它是静态语言中的内存位置）来存储自己的值。（（*） - 如果在编译时对变量的类型存在歧义，编译器将简单地出错。尽管有遗留的字节码指令可以在所有有效范围内按名称搜索变量，但我认为 Python 3.11 中的代码不再生成这些指令。cell

举例说明上面第二段中的示例 - 检查以下代码：


def a():
   x = 1
   def c():
      nonlocal x
      x = 2
   c()
   print(x)

如果 s 只是“指向一个值”，当它在内部函数中更改时，将无法知道该值已更改。x2c

查看反汇编代码的最后一部分：a

  7          38 LOAD_GLOBAL              1 (NULL + print)
             50 LOAD_DEREF               1 (x)
             52 PRECALL                  1
             56 CALL                     1

当内部函数不使用来自以下变量时，将其与相同的代码进行比较：a

In [4]: 
   ...: def a():
   ...:    x = 1
   ...:    def c():
   ...:       y = 2
   ...:    c()
   ...:    print(x)
...
  7          32 LOAD_GLOBAL              1 (NULL + print)
             44 LOAD_FAST                0 (y)
             46 PRECALL                  1
             50 CALL

如上所述，Python 使用不同的操作码策略：vs 在这两种情况下：“DEREF”操作码是将值存储到 Cell 对象并从中检索它们的操作码。事实上，我们可以从 Python 代码中检查和访问 Cell 对象，这几乎是一种“奢侈”——如果它是完全不透明的，那么该语言的工作方式也是一样的。LOAD_DEREFLOAD_FAST

至于你对引用计数的关注，我们进入了最后一部分：正如你所看到的，“x”名称只存在于源代码中。在上面的第一种情况下，每当我们使用变量时，只有一个对值的引用：单元格引用的对象。实际上，这可能会让人头晕目眩：Python 变量在执行编程时并不“存在”——它们只“存在”在存储或从中检索值的点——在这些点上，编译器会发出适当的字节码来存储或从适当的容器中检索该值。对于全局变量，该容器是模块字典（回退到模块）。对于局部变量，它通常是当前 Frame 中的一个插槽，由 and 使用（这些插槽的包含在需要时镜像到字典），对于非局部变量或与内部作用域共享的变量，容器是一个 Cell 对象。xglobals()builtinsLOAD_FASTSTORE_FASTlocals()

如果像上面这样的闭包中使用的变量“x”的行为就像是同一个变量，并且仅作为对其值的一个引用，即使有多个内部函数使用同一个单元格，那么所有这一切的最终结果。同时，如果在任何时候我们创建第二个变量，并执行 yxy'。它就像魔术一样工作，但它只是一些逻辑设计。y = x, whatever is the type of (local to the outer or any of the inner functions, nonlocal or global) a second reference to the value ofis created and placed in the appropriate container for

上一个：如何使用协程和闭包？

下一个：解决方法以访问jQuery .ready（）函数中的变量和函数？

为什么 python 使用中间单元格作为闭包？

Why does python use intermediate cell for closures?

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