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假设我有一个通过闭包递归的函数:

def outer():
    def fact(n):
        return 1 if n == 0 else n * fact(n - 1)
    return fact

我现在想序列化函数并使用以下方法重建它types.FunctionType

import pickle, marshal, copyreg, types

def make_cell(value):
    return (lambda: value).__closure__[0]

def make_function(*args):
    return types.FunctionType(*args)

copyreg.pickle(types.CodeType,
    lambda code: (marshal.loads, (marshal.dumps(code),)))
copyreg.pickle(type((lambda i=0: lambda: i)().__closure__[0]),
    lambda cell: (make_cell, (cell.cell_contents,)))
copyreg.pickle(types.FunctionType,
    lambda fn: (make_function, (fn.__code__, {}, fn.__name__, fn.__defaults__, fn.__closure__)))

buf = pickle.dumps(outer())
fn = pickle.loads(buf)

这对于普通的闭包很好,但fact它会导致无限递归,因为pickle尝试fact在其闭包中进行序列化。处理递归数据结构的常用方法pickle是在构造和初始化之间记忆对象,但function对象是不可变的,fn.__closure__(元组)和单元对象也是如此:

>>> cell = (lambda i=0: lambda: i)().__closure__[0]
>>> cell.cell_contents = 5
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: attribute 'cell_contents' of 'cell' objects is not writable

大概在普通代码中构造递归函数时,该语言必须做类似的事情,因为函数对象在构造之前不能放置在其闭包中。构建我缺少的递归函数有什么魔力吗?

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2 回答 2

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闭包绑定到一个自由变量,而不是它的值。对于自引用闭包,所有 Python 需要做的就是fact首先为自由名称创建一个闭包(尚未绑定到任何东西),使用闭包创建函数对象,然后绑定fact到该对象。

因此,您需要将创建闭包和函数合并到同一个外部函数中,以便为函数将要绑定到的名称创建闭包:

def create_closure_and_function(*args):
    func = None
    def create_function_closure():
         return func

    closure = create_function_closure.__closure__
    func = types.FunctionType(*args[:-1] + [closure])
    return func

为了使这项工作与 unpickling 一起工作,您必须遍历闭包参数 ( args[-1]) 并检测存在递归的位置,并用 替换该项目create_function_closure.__closure__[0],我想。

于 2013-08-13T17:11:27.327 回答
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这就是我最终在 Python 3 中使用的方式nonlocal

def settable_cell():
    if False:
        x = None
    def set_cell(y):
        nonlocal x
        x = y
    return (lambda: x).__closure__[0], set_cell

在 Python 2 中使用生成器:

def settable_cell():
    def g():
        while True:
            x = (yield (lambda: x).__closure__[0])
    set_cell = iter(g()).send
    return set_cell(None), set_cell

这允许将创建闭包单元与设置其自由变量的值分开;pickle解决方案的其余部分只需要对记忆工具进行一些摆弄。

于 2013-08-14T13:31:14.503 回答