pythonクロージャとnonlocal

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nonlocal ってどこに使うだろうって思ってたけど、ここだったのね、って話。

クロージャ作成例

# クロージャを用いた関数生成関数
def MakeFunc(a):
	""" a : 作成する関数に指定するパラメーター
	"""
	def Func(b):
		""" b : 作成された関数実行時の引数
		"""
		nonlocal a # バグ回避のためのおまじない
		return a*b

	return Func

# クロージャ使用
F2 = MakeFunc(2)
print(F2(3))

pythonでクロージャを使う場合の注意点

• 関数内で代入が行われた変数は、global文またはnonlocal文で宣言が無い限り、その関数内のローカル変数となる
• よって、上位関数のスコープにあり、クロージャに用いる変数は、上記の例のようにnonlocal文で宣言しておくことで、意図せずにバグを生じることが防げる。
• nonlocal文で宣言することで、クロージャであることが明確になるので、不要な場合にもそうした方が良い。
  ※上記例ではnonlocal文が無くても問題無い

確認例

以下は、この辺の動作をJupyter上で確認したものです。

例1：バグで実行時エラーとなる書き方

In [1]

def MakeClosure(a):
    def Func(b):
        print(a)
        a = a + b
        print(a,b)
    return Func

In [2]

F1 = MakeClosure(1)
F1(2)

--------------------------------------------------------------------------
UnboundLocalError Traceback (most recent call last)
Input In [2], in <cell line: 2>()---> 1 F1(2)
Input In [1], in MakeClosure.<locals>.Func(b) 2 def Func(b):
---> 3 print(a) 4 a = a+ b 5 print(a,b)
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

例2：別の変数を用いて例1を修正

In [4]

def MakeClosure2(a):
    def Func(b):
        print(a)
        c = a+ b
        print(c,b)
    return Func

In [5]

G1 = MakeClosure2(1)

In [6]

G1(2)

1
3 2

In [7]

G9 = MakeClosure2(9)

In [8]

G9(2)
c
9
11 2

例3：globalを用いて例1を修正し、実行時エラー

In [9]

def MakeClosure3(a):
    def Func(b):
        global a
        print(a)
        a = a+ b
        print(a,b)
    return Func

In [10]

H1 = MakeClosure3(1)

In [11]

H1(2)

Traceback (most recent call last)
Input In [11], in <cell line: 1>()---> 1 H1(2)
Input In [9], in MakeClosure3.<locals>.Func(b) 2 def Func(b): 3 global a
---> 4 print(a) 5 a = a+ b 6 print(a,b)
NameError: name 'a' is not defined

例4：nonlocalを用いて例1を修正し

In [12]

def MakeClosure4(a):
    def Func(b):
        nonlocal a
        print(a)
        a = a+ b
        print(a,b)
    return Func

In [13]

I1 = MakeClosure4(1)

In [14]

I1(2)

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3 2