面试题：Python闭包函数的基础应用

Question

请编写一个Python闭包函数，该闭包函数用于计算一个数的多次幂。例如，外部函数接收幂次作为参数，内部函数接收底数并返回底数的指定幂次结果。并解释闭包函数中变量的作用域情况。

Answer 1

def power_of(n):
    def inner(x):
        return x ** n
    return inner


# 测试
square = power_of(2)
print(square(5))  # 输出25

闭包函数中变量的作用域情况解释

1. 外部函数的参数和局部变量：在power_of函数中，n是外部函数的参数。这个变量在外部函数定义时被创建，并在外部函数返回内部函数inner后，依然可以被inner函数访问和使用。它的作用域虽然从power_of函数定义开始，但由于闭包的特性，在外部函数执行结束后，这个变量不会被销毁，而是被内部函数inner所引用并保留在内存中。
2. 内部函数的参数和局部变量：在inner函数中，x是内部函数的参数。x的作用域仅在inner函数内部，当inner函数执行完毕，x相关的栈帧会被销毁，除非有其他地方对其有额外引用。而inner函数通过闭包，能够访问到外部函数power_of中的n变量，即使外部函数power_of已经返回。这是闭包的关键特性，即内部函数可以记住并访问其所在的外部函数作用域中的变量，尽管外部函数的生命周期已经结束。