在循环（或理解）中创建函数（或 lambda）

Question

我正在尝试在循环内创建函数：

functions = []

for i in range(3):
    def f():
        return i

    # alternatively: f = lambda: i

    functions.append(f)

问题是所有功能最终都是一样的。 所有三个函数都返回 2，而不是返回 0、1 和 2：

print([f() for f in functions])
# expected output: [0, 1, 2]
# actual output:   [2, 2, 2]

为什么会发生这种情况，我应该怎么做才能分别获得 output 0、1 和 2 的 3 个不同的函数？

Answer 1

您遇到了后期绑定的问题——每个函数都尽可能晚地查找i （因此，在循环结束后调用时， i将设置为2 ）。

通过强制早期绑定轻松修复：将def f():更改为def f(i=i):如下所示：

def f(i=i):
    return i

默认值（ i=i中的右侧i是参数名称i的默认值，即i=i中的左侧i ）是在def时间而不是在call时查找的，所以基本上它们是一种专门寻找早期绑定的方法。

如果您担心f得到一个额外的参数（因此可能会被错误地调用），那么有一种更复杂的方法涉及使用闭包作为“函数工厂”：

def make_f(i):
    def f():
        return i
    return f

并在您的循环中使用f = make_f(i)而不是def语句。

Answer 2

说明

这里的问题是创建函数f时没有保存i的值。 相反， f在调用时查找i的值。

如果你仔细想想，这种行为是完全合理的。 事实上，这是函数工作的唯一合理方式。 想象一下，您有一个访问全局变量的函数，如下所示：

global_var = 'foo'

def my_function():
    print(global_var)

global_var = 'bar'
my_function()

当您阅读这段代码时，您当然会期望它打印“bar”，而不是“foo”，因为global_var的值在函数声明后发生了变化。 同样的事情也发生在您自己的代码中：当您调用f时， i的值已更改并设置为2 。

解决方案

实际上有很多方法可以解决这个问题。 这里有几个选项：

• 通过将 i 用作默认参数来强制i的早期绑定

  与闭包变量（如i ）不同，定义函数时会立即评估默认参数：

   for i in range(3): def f(i=i): # <- right here is the important bit return i functions.append(f)

  深入了解它的工作方式/原因：函数的默认参数存储为函数的属性； 因此i的当前值被快照并保存。

   >>> i = 0 >>> def f(i=i): ... pass >>> f.__defaults__ # this is where the current value of i is stored (0,) >>> # assigning a new value to i has no effect on the function's default arguments >>> i = 5 >>> f.__defaults__ (0,)

• 使用函数工厂在闭包中捕获i的当前值

  你的问题的根源是i是一个可以改变的变量。 我们可以通过创建另一个保证永远不会改变的变量来解决这个问题——最简单的方法是闭包：

   def f_factory(i): def f(): return i # i is now a *local* variable of f_factory and can't ever change return f for i in range(3): f = f_factory(i) functions.append(f)

• 使用functools.partial将i的当前值绑定到f

  functools.partial允许您将参数附加到现有函数。 在某种程度上，它也是一种功能工厂。

   import functools def f(i): return i for i in range(3): f_with_i = functools.partial(f, i) # important: use a different variable than "f" functions.append(f_with_i)

警告：这些解决方案仅在您为变量分配新值时才有效。 如果您修改存储在变量中的对象，您将再次遇到同样的问题：

>>> i = []  # instead of an int, i is now a *mutable* object
>>> def f(i=i):
...     print('i =', i)
...
>>> i.append(5)  # instead of *assigning* a new value to i, we're *mutating* it
>>> f()
i = [5]

请注意，即使我们将它变成了默认参数， i仍然是如何改变的！ 如果您的代码发生了变异i ，那么您必须将i的副本绑定到您的函数，如下所示：

• def f(i=i.copy()):
• f = f_factory(i.copy())
• f_with_i = functools.partial(f, i.copy())

Answer 3

要添加到@Aran-Fey 的出色答案，在第二个解决方案中，您可能还希望修改函数内部的变量，这可以使用关键字nonlocal来完成：

def f_factory(i):
    def f(offset):
      nonlocal i
      i += offset
      return i  # i is now a *local* variable of f_factory and can't ever change
    return f

for i in range(3):           
    f = f_factory(i)
    print(f(10))

Answer 4

你可以这样尝试：

l=[]
for t in range(10):
    def up(y):
        print(y)
    l.append(up)
l[5]('printing in 5th function')

Answer 5

您必须将每个i值保存在 memory 中的单独空间中，例如：

class StaticValue:
    val = None

    def __init__(self, value: int):
        StaticValue.val = value

    @staticmethod
    def get_lambda():
        return lambda x: x*StaticValue.val


class NotStaticValue:
    def __init__(self, value: int):
        self.val = value

    def get_lambda(self):
        return lambda x: x*self.val


if __name__ == '__main__':
    def foo():
        return [lambda x: x*i for i in range(4)]

    def bar():
        return [StaticValue(i).get_lambda() for i in range(4)]

    def foo_repaired():
        return [NotStaticValue(i).get_lambda() for i in range(4)]

    print([x(2) for x in foo()])
    print([x(2) for x in bar()])
    print([x(2) for x in foo_repaired()])

Result:
[6, 6, 6, 6]
[6, 6, 6, 6]
[0, 2, 4, 6]

Answer 6

我目前正在为此开发一个模块，但您想要做的是创建一个脚本，将函数写入另一个 python 文件，如下所示

try:        
        FunctionFile = open(outputfolder + "/FunctionFile.", "x")
except:
        print("\noutput FunctionFile file exists or error")

FunctionFile = open(outputfolder + "/" + filename + ".py", "a")
FunctionFile.write("import os...\n\n") 

functions = [1,2,3,4,5]
for x in functions:
     FunctionFile.write("\ndef " + x + '():\n')
     FunctionFile.write("   whatever you want it to be"))
     FunctionFile.write("\n\n")

这只会工作一次，一旦生成列表，您将需要开发一些代码来检查现有或已删除的功能。

Answer 7

只需修改最后一行

functions.append(f())

编辑：这是因为f是一个 function - python 将函数视为一等公民，您可以将它们传递给稍后调用的变量。 因此，您的原始代码所做的是将 function 本身附加到列表中，而您想要做的是将 append 的结果添加到列表中，这是上面的行通过调用 function 实现的。