一、闭包

1.闭包的前提条件及定义

前提条件： 有嵌套，有引用，有返回

定义： 有内部函数的嵌套，内部函数使用了外部函数的局部变量，外部函数对内部函数进行了返回。

注意： 内部函数依赖外部函数的变量，以此让内部函数正常运行，同时它依赖的外部变量也能得到想要的结果。

2.闭包的语法结构

def outer(out_a):
	def inner(in_b):
		print(out_a,in_b)
	return inner

fn = outer("闭包")
fn("语法结构")

调用outer函数，返回的是inner函数，用一个变量fn接收，因此变量fn的类型为一个可以接收参数的函数。

程序运行结果

3.nonlocal关键字

下面通过一段错误代码来介绍nonlocal关键字：

def outer(num1):
    def inner(num2):
        num1 += num2
        print(num1)
    return inner

fn = outer(5)
fn(5)

程序会直接报错，num1是外部函数outer的局部变量，不能在内部函数直接进行修改。

那如何正确的对外部函数的局部变量num1进行修改呢？
答案是使用nonlocal关键字。

def outer(num1):
    def inner(num2):
        nonlocal num1
        num1 += num2
        print(num1)
    return inner

fn = outer(5)
fn(5)

程序运行结果

nonlocal关键字的作用：在内部函数中，修改外层函数的局部变量；声明变量既不是全局变量 ，也不是自己的局部变量，而是外部函数的局部变量。
在内部函数中使用nonlocal关键字，从而修改外部函数的变量的值

二、装饰器

1.定义

装饰器的本质是函数，也是特殊的闭包，可以理解为在不修改函数原有代码的前提下，为函数添加新的功能。

2.装饰器的写法

1) 闭包写法

把原函数show传给装饰器，得到闭包函数；
用返回的闭包函数覆盖原来的函数名，之后调用get_show函数其实是执行内层函数inner。

# 定义装饰器（使用闭包）
def outer(func):
    def inner():
        print("原函数添加功能之前")
        # 调用原函数get_show
        func()
        print("原函数添加功能之后")
    return inner

# 定义原函数
def get_show():
    print("我是原函数")

fn = outer(get_show)
fn()

2) 语法糖

将@装饰器名 写在原函数上方；
再直接调用原函数。

# 定义装饰器（使用闭包）
def outer(func):
    def inner():
        print("原函数添加功能之前")
        # 调用原函数get_show
        func()
        print("原函数添加功能之后")
    return inner

@outer
# 定义原函数
def get_show():
    print("我是原函数")

get_show()

两种写法的运行结果相同：

3) 两种写法的总结

闭包写法： 先调用装饰器的外部函数outer，将原函数get_show传入，得到返回值fn，而返回值本质就是装饰器的内部函数inner，最后再调用inner函数。
语法糖写法： 先定义好装饰器函数，用@装饰器名写在原函数上方，最后再调用原函数。

三、global和nonlocal关键字对比

1.作用范围

global：用于修改全局变量（函数外部定义的变量）。
nonlocal：用于修改外层函数的局部变量（嵌套函数中，外层函数的局部变量）。

2.使用场景

global：在任意函数内部，想要修改函数外部的全局变量时使用。
nonlocal：在嵌套内层函数中，想要修改外层函数的局部变量时使用。

global的示例代码：

num = 100  # 全局变量

def test():
    global num  # 声明使用全局变量
    num = 10   # 修改全局变量
test()
print(num)  # 输出 10

nonlocal的示例代码：

def outer():
    num = 10  # 外部函数局部变量
    def inner():
        nonlocal num  # 声明使用外部变量
        num = 20      # 修改外部变量
    inner()
    print(num)  # 输出 20
outer()

四、总结

闭包：满足嵌套 + 引用 + 返回三个条件，内层函数可使用并记住外层函数变量，修改外层变量需用 nonloca关键字l。
装饰器：本质是特殊闭包，在不修改原函数代码的前提下为函数添加新功能，支持闭包手动写法和 @语法糖简化写法。
关键字：global 改全局变量，nonlocal 改外层函数局部变量，二者都用于解决函数内变量修改作用域问题。