【Python基礎】クロージャについてメリットも合わせて紹介

今回は、クロージャについて紹介します。

クロージャは、外側の関数の引数を保持する関数のことです。

これだけだとわからないと思うので、Pythonのコードを交えて、具体的に説明していきます。

クロージャとは

クロージャには、以下の特徴があります。

実際のコードを見て解説します。

def outer(a, b):
	def inner():
		c = a + b
		return c
	return inner

f = outer(1, 2)
print(f())

クロージャの特徴① 関数内関数

関数outer()の内で、関数inner()が定義されています。

このinner()関数のように、関数内で定義されている関数を関数内関数といいます。

クロージャの特徴② 外側の関数の戻り値に関数内関数を設定

外側の関数の戻り値(return文)に関数内関数を設定します。

今回の例では、innerをreturn文に設定しています。

このときのinner関数には()をつけないことに注意してください！

戻り値には、inner関数のオブジェクトをセットしたいためです。

クロージャの特徴③ 外側の関数の状態を持った関数

3つ目のクロージャの特徴は、今までの2つの特徴よりも少し難しいです。

外側の関数の状態を持つとは、簡単にいうと、

外側の関数が呼ばれたときの、引数の情報を保持するということです。

これだけでは、わかりにくいと思うので、次章にてクロージャの動きと合わせて説明します。

クロージャの動き

以下のコードは、円の面積を求めるクロージャを実装したコードです。

外側の関数がcalc_areaで、クロージャがcalc関数にあたります。

外側の関数calc_areaは、円周率piを引数とし、

クロージャのcalc関数を戻り値としています。

一方で、クロージャcalc関数は、円の半径radiusを引数として、

円の面積を計算した結果を戻り値にしています。

result1〜3の変数には、それぞれの円周率で円の面積を求めるオブジェクトが格納されています。オブジェクトというと難しいかもしれませんが、

それぞれの円周率ごとに円の面積を求めることができる箱ができたイメージです。

あとは、半径を引数として指定すれば、それぞれの円周率で円の面積が求められます。

def calc_area(pi):
    def calc(radius):
        area = radius * radius * pi # 円の面積=半径ｘ半径ｘ円周率
        return area
    
    return calc


result1 = calc_area(3.14159) # pi = 3.14159
result2 = calc_area(3.14)    # pi = 3.14
result3 = calc_area(3)       # pi = 3

radius = 10 # 半径 10とする
print(result1(radius)) # radius = 10, pi = 3.14159 のときの円の面積
print(result2(radius)) # radius = 10, pi = 3.14 のときの円の面積
print(result3(radius)) # radius = 10, pi = 3 のときの円の面積

実行結果

314.159
314.0
300

それぞれの円周率で、円の面積を求めた計算結果が表示されました。

クロージャのメリット

クロージャの使い方がわかったところで、なぜクロージャを使うのか気になると思います。

なので、クロージャのメリットについて、紹介します。

クロージャのメリットは、状態を保持したまま、違う処理を実行できる点です。

上で紹介したコードをみてください。

result1〜3で外側の関数calc_areaに対し、

それぞれの円周率piを引数とした実行結果を保持しています。

この実行結果を保持したresult1〜3に対し、

半径radiusを指定して、円の面積を求めることができます。

半径radiusは、サンプルでは、10を指定していますが、変更も可能です。

このようなクロージャのメリットが、

クロージャの3つ目の特徴「外側の関数の状態を持った関数」に相当します。

まとめ

クロージャについて紹介しました。

クロージャの特徴は以下の通りです。

クロージャは外側の関数の状態を保持しながら、別の関数として処理ができるので便利です。

これまで読んでくださりありがとうございます。

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