Hàm closure trong Python - Python căn bản

Trong bài này chúng ta sẽ tìm hiểu hàm closure trong Python, cách tạo ra một hàm closure, các ví dụ cách sử dụng, cũng như lý do tại sao nên dùng closure Python.

Trước khi tìm hiểu về closure thì bạn phải hiểu hai khái niệm, đó là hàm lồng nhau (nested function) và biến không cục bộ (non-local variable). Nào, hãy bắt đầu ngay nhé.

1. Nested function là gì?

Nested function Python hay còn gọi là hàm lồng nhau trong Python.

Một hàm được định nghĩa bên trong một hàm khác thì ta gọi đó là nested function. Các hàm nested function có thể sử dụng biến trong phạm vi hàm cha của nó nhưng không được thay đổi giá trị của chúng.

Non-local variable (biến không cục bộ) có thể được tạm hiểu là một biến được khai báo trong một hàm A, và nó cũng có thể được sử dụng bên trong những hàm nested function khai báo bên trong hàm A đó.

Bạn không được thay đổi giá trị của biến không cục bộ.

Ví dụ dưới đây thì hàm printer là một nested function và chúng truy cập vào một biến không cục bộ tên là msg.

def sayHi(msg):

    # Phạm vi code bên ngoài

    def printer():
        # Đây là nested function
        print(msg)

    printer()

# Thực hiện hàm cha
# Trong thâm hàm cha gọi đến một nested fucntion
# có tên là printer
sayHi("Chào mừng bạn đến với Zaidap.com.net")

Kết quả như sau:

Như bạn thấy, nested function tên là printer đã sử dụng biến của hàm cha của nó tên là msg. Biến msg nó có phạm vi bên trong hàm sayHi, và vì printer là hàm được khai báo trong hàm sayHi nên nó có thể sử dụng biến msg.

Dưới đây là một ví dụ mình đa cố tình thay đổi giá trị cho biến không cục bộ, đây là một cú pháp sai.

def createNum():
    n = 1

    def plusOne() :
        n += 1 # Sai vì đã thay đổi giá trị cho biến n

2. Cách khai báo closure function trong Python

Xét lại ví dụ ở trên, chuyện gì sẽ xảy ra nếu ta đặt lệnh gọi đến hàm printer() bên trong lệnh return? Điều này có nghĩa là ta đang trả về một hàm printer chứ không phải là gọi thực thi nó.

Lúc này việc sử dụng hàm sayHi sẽ qua hai công đoạn:

• Thứ nhất: Gọi hàm sayHi, hàm này sẽ trả về hàm printer
• Thứ hai: Gọi đến hàm printer bằng cách gọi đến biến lưu trữ giá trị trả về từ hàm sayHi.

def sayHi(msg):
    # Phạm vi code bên ngoài

    def printer():
        # Đây là nested function
        print(msg)

    return printer

# Gọi đến hàm sayHi
s = sayHi("Welcome to Zaidap.com.net")

# In thử xem nó là cái gì
print(s)
# Kết quả: <function sayHi.<locals>.printer ...>

# Vì nó là một hàm printer nên ta gọi thêm một lần nữa
s()

Bạn có nhận thấy điều bất thường không? Khi gọi đến hàm sayHi thì biến msg đã được gán giá trị là "Welcome to Zaidap.com.net", và sau đó biến đó vẫn được lưu trữ giá trị cho đến khi mình gọi đến hàm printer bằng lệnh s().

Cách viết như thế này ta gọi là closure function. Vậy closure function hàm mà giá trị trả về một hàm khác.

3. Tại sao nên sử dụng closure function trong Python

Từ ví dụ trên thì ta có kết luận rằng các biến không cục bộ trong closure function sẽ được ghi nhớ, vì vậy ta có thể tận dụng nó để làm những công việc sau đây.

Đầu tiên là có thể thay thế trong lập trình hướng đối tượng, thay vì phải tạo class dài dòng thì bạn có thể dùng closure.

# Chương trình sẽ tính n ^ x
def soMu(n):
    def cal(x):
        return n ** x
    return cal

# Gọi đến hàm soMu
# Hàm này trả về hàm cal
mu = soMu(2)

# Tính 2 mũ 5
print(mu(5))

# Tính 2 mũ 8
print(mu(8))

Ta có thể viết bằng class như sau:

class soMu:
    def __init__(self, n):
        self.n = n

    def cal(self, x):
        return self.n ** x

mu = soMu(2)

print(mu.cal(5)) # 2 ^ 5
print(mu.cal(8)) # 2 ^ 8

Trên là cách sử dụng closure trong Python, hy vọng qua bài viết này sẽ giúp bạn hiểu khái niệm closure python là gì, cách khai báo nó như thế nào, cũng như nắm vững được khái niệm nested function và non-local variable.