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Python 循环变量泄露与延迟绑定

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循环变量泄露与延迟绑定叠加在一起，会产生一些让人迷惑的结果。

梦开始的地方

先看看一开始的问题，可以看到这里lambda函数的返回值一直在变。

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xx = []
for i in [1,2,3]:
    xx.append(lambda: i)

print('a:', xx[0]())

for j in xx:
    print(j())

print('b:', xx[0]())

for i in xx:
    print(i, i())

print('c:', xx[0], xx[0]())

for i in [4, 5, 6]:
    print(i)

print('d:', xx[0], xx[0]())

输出如下

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a: 3
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b: 3
<function main2.<locals>.<lambda> at 0x10ca30310> <function main2.<locals>.<lambda> at 0x10ca30310>
<function main2.<locals>.<lambda> at 0x10ca303a0> <function main2.<locals>.<lambda> at 0x10ca303a0>
<function main2.<locals>.<lambda> at 0x10ca30430> <function main2.<locals>.<lambda> at 0x10ca30430>
c: <function main2.<locals>.<lambda> at 0x10ca30310> <function main2.<locals>.<lambda> at 0x10ca30430>
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d: <function main2.<locals>.<lambda> at 0x10ca30310> 6

循环变量泄露

由于Python没有块级作用域，所以循环会改变当前作用域变量的值，也就是循环变量泄露。
注意：Python3中列表推导式循环变量不会泄露，Python2中和常规循环一样泄露。

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x = -1
for x in range(7):
    if x == 6:
        print(x, ': for x inside loop')
print(x, ': x in global')

输出如下

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6 : for x inside loop
6 : x in global

闭包与延迟绑定

再讲一下闭包，在一个内部函数中，对外部作用域的变量进行引用，(并且一般外部函数的返回值为内部函数)，那么内部函数就被认为是闭包。
这里所谓的引用可以也就是内部函数记住了变量的名称（而不是值，这个从ast语法树可以看出），而变量对应的值是会变化的。
如果在循环中定义闭包，引用的变量的值在循环结束才统一确定为最后一次循环时的值，也就是延迟绑定（lazy binding）。

所以下面的例子，xx的所有匿名函数的返回值均为3

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xx = []
for i in [1,2,3]:
    xx.append(lambda: i)

最后

再分析一开始的问题，这里的匿名函数引用了变量i，而i是全局变量，所以再次使用i作为循环变量时，列表中的匿名函数引用的值就被覆盖了。

正确做法：

  • 在独立的函数中定义闭包
  • 闭包引用的变量应该是其他函数不可修改的
  • 优先使用列表推导式

参考