一、变量作用域基础

在 Python 中，变量根据作用范围可分为三类：

1. 全局变量：定义在函数外部的变量，作用范围是整个程序。如果在函数内部需要修改全局变量，必须使用global关键字声明。

2. 局部变量：定义在函数内部的变量，仅在该函数内部有效。需要注意的是，这是在不存在内部函数的前提下。

3. 非局部变量：从内部函数的角度来看，外部函数中定义的变量称为非局部变量。当内部函数需要修改非局部变量时，必须使用nonlocal关键字进行声明。

二、闭包的概念与构成条件

闭包是 Python 中一个重要的概念，它满足以下三个条件：

• 外部函数嵌套内部函数
• 内部函数被返回
• 内部函数访问外部函数的非局部变量

闭包的优缺点

优点：

• 可以避免全局变量被污染
• 是实现装饰器的基础

缺点：

• 外部函数的非局部变量会一直被内部函数引用，导致变量长时间得不到回收，可能造成内存泄漏
• 内存泄漏与内存溢出不同：内存泄漏是指数据无法回收，无法释放内存；内存溢出则是指空间不够用，数据溢出

注意：闭包虽有其用途，但应遵循 "能不用就不用" 的原则

三、闭包实战案例

案例 1：带限制的年龄增长函数

def outter():a = 10  # 局部变量age = 1  # 非局部变量def inner(n):nonlocal age  # 声明使用外部函数的非局部变量ageif age + n < 120:age += nreturn agereturn '数据不合法'return inner  # 返回内部函数# 调用方式：先获取内部函数，再调用内部函数
print(outter()(8))  # 输出：9

在这个案例中：

• outter()是外部函数，inner(n)是内部函数
• age是外部函数的变量，对内部函数来说是是非局部变量
• 内部函数inner(n)访问并修改了非局部变量age
• 外部函数返回了内部函数，形成了闭包
• 该闭包实现了年龄增长的功能，并限制年龄不超过 120

案例 2：实现计数器功能

# 实现计数器
def outter1():a = 1  # 初始值def inner1(n):nonlocal a  # 声明使用外部函数的非局部变量aa += n  # 累加n值return areturn inner1  # 返回内部函数，不要加括号# 使用计数器
o = outter1()  # 获取内部函数
print(o(1))  # 输出：2
print(o(1))  # 输出：3
print(o(1))  # 输出：4
print(o(1))  # 输出：5
print(o(1))  # 输出：6

这个计数器案例很好地展示了闭包的特性：

• 变量a被保存在闭包环境中，不会随着外部函数的执行结束而销毁
• 每次调用内部函数，都会基于上一次的结果进行计算
• 不需要使用全局变量就能实现状态的保持，避免了全局变量污染

四、总结

        闭包是 Python 中一个强大的特性，它通过外部函数嵌套内部函数，并让内部函数引用外部函数的变量，同时返回内部函数，实现了数据的封装和状态的保持。

        合理使用闭包可以提高代码的封装性和安全性，但也要注意其可能带来的内存问题。在实际开发中，应根据具体场景权衡使用，遵循 "必要时才使用" 的原则。

        掌握闭包不仅有助于理解 Python 的变量作用域，也是学习装饰器等高级特性的基础。希望通过本文的讲解和案例，能帮助大家更好地理解和运用 Python 闭包。