Python - Closures: Hướng Dẫn Cho Người Mới Bắt Đầu

Xin chào, người lập trình Python mới nhà! Hôm nay, chúng ta sẽ bắt đầu hành trình thú vị vào thế giới của closures. Đừng lo lắng nếu bạn chưa từng nghe về thuật ngữ này – khi hết bài hướng dẫn này, bạn không chỉ hiểu được closures là gì mà còn có thể tạo ra và sử dụng chúng trong mã của riêng bạn. Hãy bắt đầu nhé!

Closure là gì?

Hãy tưởng tượng bạn có một chiếc hộp ma thuật có thể nhớ lại những gì đã có trong đó ngay cả khi bạn đóng nó lại. Đó chính là điều gì mà closures là trong lập trình! Trong Python, một closure là một đối tượng hàm nhớ các giá trị trong phạm vi bao bọc ngay cả khi chúng không còn tồn tại trong bộ nhớ.

có phức tạp không? Hãy phân tích nó:

1. Nó là một hàm bên trong một hàm khác.
2. Nó có thể truy cập các biến từ hàm ngoài.
3. Nó nhớ các biến này ngay cả khi hàm ngoài đã hoàn thành thực hiện.

Hãy nghĩ về nó như cách tạo ra một gói nhỏ chức năng có thể mang theo dữ liệu riêng của mình. Có phải tuyệt vời không?

Hàm Lồng Nhau

Trước khi chúng ta sâu hơn vào closures, hãy nói về các hàm lồng nhau. Những hàm này chỉ là các hàm được định nghĩa bên trong các hàm khác. Dưới đây là một ví dụ đơn giản:

def outer_function(x):
def inner_function(y):
return x + y
return inner_function

result = outer_function(10)
print(result(5))  # Output: 15

Trong ví dụ này, inner_function nằm trong outer_function. Hàm bên trong có thể truy cập vào tham số x của hàm bên ngoài. Đây là khái niệm chính để hiểu closures.

Phạm Vi Biến

Để thực sự hiểu closures, chúng ta cần hiểu về phạm vi biến trong Python. Có ba loại phạm vi:

1. Phạm vi cục bộ: Các biến được định nghĩa trong hàm
2. Phạm vi bao bọc: Các biến trong hàm ngoài của các hàm lồng nhau
3. Phạm vi toàn cục: Các biến được định nghĩa ở cấp độ cao nhất của một mô-đun

Dưới đây là một ví dụ minh họa:

x = "Tôi là toàn cục!"  # Phạm vi toàn cục

def outer():
y = "Tôi từ outer!"  # Phạm vi bao bọc
def inner():
z = "Tôi là cục bộ!"  # Phạm vi cục bộ
print(x, y, z)
inner()

outer()

Khi bạn chạy mã này, bạn sẽ thấy tất cả ba biến được in ra. Hàm inner có thể truy cập các biến từ tất cả ba phạm vi!

Tạo Closure

Bây giờ khi chúng ta hiểu về các hàm lồng nhau và phạm vi biến, hãy tạo một closure. Một closure xảy ra khi một hàm bên trong tham chiếu một giá trị trong phạm vi bao bọc của nó. Dưới đây là một ví dụ:

def multiply_by(n):
def multiplier(x):
return x * n
return multiplier

times_two = multiply_by(2)
times_three = multiply_by(3)

print(times_two(5))   # Output: 10
print(times_three(5)) # Output: 15

Trong ví dụ này, multiply_by là hàm bên ngoài của chúng ta, và multiplier là hàm bên trong. Thứ ma thuật xảy ra khi chúng ta trả về multiplier - nó nhớ giá trị của n ngay cả khi multiply_by đã hoàn thành thực hiện. Đây là một closure!

Hãy phân tích nó bước به bước:

1. Chúng ta định nghĩa multiply_by có tham số n.
2. Trong multiply_by, chúng ta định nghĩa multiplier có tham số x.
3. multiplier sử dụng cả x (tham số của nó) và n (từ hàm bên ngoài).
4. Chúng ta trả về multiplier từ multiply_by.
5. Khi chúng ta gọi multiply_by(2), nó trả về một hàm luôn nhân giá trị đầu vào với 2.
6. Tương tự, multiply_by(3) trả về một hàm luôn nhân giá trị đầu vào với 3.

Đây là sức mạnh của closures - chúng có thể tạo ra các hàm đặc biệt trực tiếp!

Từ Khóa nonlocal

Đôi khi, bạn có thể muốn sửa đổi một biến từ phạm vi bao bọc trong hàm bên trong của bạn. Python cung cấp từ khóa nonlocal cho mục đích này. Dưới đây là một ví dụ:

def counter():
count = 0
def increment():
nonlocal count
count += 1
return count
return increment

my_counter = counter()
print(my_counter())  # Output: 1
print(my_counter())  # Output: 2
print(my_counter())  # Output: 3

Trong ví dụ này, increment là một closure nhớ và sửa đổi biến count từ phạm vi bao bọc của nó. Từ khóa nonlocal cho biết Python rằng count không phải là biến cục bộ, mà là từ phạm vi bao bọc.

Ứng Dụng Thực Tế Của Closures

Closures không chỉ là một kỹ thuật cool - chúng có ứng dụng thực tế! Dưới đây là một số ví dụ:

1. Che giấu và đóng gói dữ liệu
2. Tạo các nhà máy hàm
3. Triển khai các trình trích

Hãy xem một ví dụ thực tế. Tưởng tượng bạn đang tạo hệ thống giảm giá cho một cửa hàng trực tuyến:

def create_price_adjuster(discount):
def adjust_price(price):
return price * (1 - discount)
return adjust_price

black_friday_sale = create_price_adjuster(0.2)  # Giảm giá 20%
cyber_monday_sale = create_price_adjuster(0.15)  # Giảm giá 15%

original_price = 100
print(f"Giá Black Friday: ${black_friday_sale(original_price)}")
print(f"Giá Cyber Monday: ${cyber_monday_sale(original_price)}")

Mã này tạo ra các hàm tính giá khác nhau cho các sự kiện giảm giá khác nhau, tất cả sử dụng cùng một hàm cơ bản. Đó là sức mạnh của closures!

Tóm Tắt

Xin chúc mừng! Bạn vừa học về một trong những tính năng nâng cao của Python. Hãy tóm tắt lại những gì chúng ta đã nói:

Khái niệm	Mô tả
Closure	Một hàm nhớ các giá trị trong phạm vi bao bọc
Hàm Lồng Nhau	Một hàm được định nghĩa trong một hàm khác
Phạm Vi Biến	Khả năng nhìn thấy của biến (cục bộ, bao bọc, toàn cục)
nonlocal	Từ khóa để sửa đổi biến trong phạm vi bao bọc

Nhớ rằng, như bất kỳ công cụ mạnh mẽ nào, closures nên được sử dụng có kiểm soát. Chúng rất tốt cho một số nhiệm vụ nhưng sử dụng quá mức có thể làm cho mã của bạn trở nên khó hiểu. Thực hành, thử nghiệm, và sớm bạn sẽ quản lý closures như một chuyên gia Python!

Chúc bạn có những giây phút编程 vui vẻ, và nhớ rằng - trong Python, cũng như trong cuộc sống, điều quan trọng là ở trong (hàm)！

Credits: Image by storyset