この記事では、Pythonにおける「クロージャ（Closure）」について解説します。具体的には、クロージャが何であるのか、その基本的な動作原理から、実用的な応用例までを幅広く取り扱います。コード例とその詳細な解説を交えながら、この高度な概念を理解しましょう。
目次
クロージャとは
クロージャとは、関数内で定義された別の関数（内部関数）が、外部関数の変数にアクセスできる状態を指します。これにより、関数の状態を保持することが可能となります。
基本的な動作原理
通常、関数が終了するとそのスコープ内の変数は消失します。しかし、クロージャを使用することで、外部関数が終了した後も内部関数が外部関数の変数にアクセスすることができます。
# 基本的なクロージャの例
def outer_function(outer_variable):
def inner_function():
print(outer_variable)
return inner_function
closure_instance = outer_function('I am an outer variable!')
closure_instance() # "I am an outer variable!" と出力される
クロージャの応用例
クロージャは多くの応用例があります。以下、3つの代表的な応用例を取り上げます。
1. カウンター関数
外部関数の変数を内部関数で更新することで、カウンター機能を持たせることができます。
# カウンター関数の例
def counter():
count = 0 # 外部関数の変数
def increment():
nonlocal count
count += 1
return count
return increment
counter_instance = counter()
print(counter_instance()) # 1
print(counter_instance()) # 2
print(counter_instance()) # 3
2. ロギング機能
ロギング機能を付加した関数を作成する際にもクロージャは有用です。
# ロギング機能の例
def logger(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print(f"Function {func.__name__} is called.")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@logger
def add(a, b):
return a + b
result = add(5, 3) # "Function add is called." と出力される
3. 設定値の保存
外部APIとの連携時に認証情報などの設定値を保持する用途にも利用できます。
# 設定値の保存の例
def api_connector(api_key):
def api_call(endpoint):
print(f"Calling {endpoint} with API Key: {api_key}")
return api_call
connector = api_connector("my-api-key")
connector("/some_endpoint") # Calling /some_endpoint with API Key: my-api-key
まとめ
クロージャは、関数内で定義された別の関数が、外部関数の変数にアクセスできる高度な概念です。これにより、様々な応用例が考えられ、コードの柔軟性と保守性が向上します。
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