［CS61A］Lambda 表达式｜函数柯里化｜闭包

Lambda 表达式详解

在Python中，lambda表达式是一种创建匿名函数的简洁方式。它的基本语法如下：

square = lambda x: x * x

这完全等价于使用def关键字定义的常规函数：

def square(x):
    return x * x

lambda表达式的一个特点是它可以立即调用，不需要先赋值给变量。例如：

(lambda x: x * x)(3)  # 直接调用并传入参数3

函数柯里化解析

柯里化(Currying)是一种将多参数函数转换为一系列单参数函数的技术。这种技术最早由数学家Haskell Curry提出，因此得名"柯里化"。

JavaScript实现示例

// 普通多参数函数
function add(a, b, c) {
    return a + b + c;
}

// 柯里化版本
function curryAdd(a) {
    return function(b) {
        return function(c) {
            return a + b + c;
        }
    }
}

// 调用方式对比
add(1, 2, 3);         // 直接调用
curryAdd(1)(2)(3);    // 柯里化调用

Python实现方式

在Python中，我们可以使用嵌套函数来实现柯里化：

def curry_add(a):
    def inner1(b):
        def inner2(c):
            return a + b + c
        return inner2
    return inner1

或者更简洁地使用lambda表达式：

def curry_add(a):
    return lambda b: lambda c: a + b + c

# 调用示例
result = curry_add(1)(2)(3)
print(result)  # 输出6

闭包机制深入理解

闭包(Closure)是指函数与其相关引用环境组合而成的实体。它使得函数能够"记住"并访问其定义时的词法作用域中的变量，即使函数在其他作用域中被调用。

闭包示例分析

考虑以下Python代码：

a = 1
def f(g):
    a = 2
    return lambda y: a * g(y)
f(lambda y: a + y)(a)

让我们逐步解析这段代码的执行过程：

1. 全局作用域初始化：

   • 定义了全局变量a=1
   • 定义了函数f

2. 调用f函数：

   • 传入参数g为lambda y: a + y
   • 在f函数内部定义了局部变量a=2
   • 返回一个闭包lambda y: a * g(y)

3. 关键点说明：

   • 闭包会记住f函数作用域中的a=2
   • 但g函数中的a引用的是全局a=1，因为g是在全局作用域定义的

4. 执行闭包调用：

   • 传入参数a=1（全局变量）
   • 计算g(1) = 1 + 1 = 2（使用全局a=1）
   • 计算2 * 2 = 4（使用闭包记住的a=2）

因此，最终输出结果为4。这个例子很好地展示了Python中作用域规则和闭包机制的工作方式。