Clausuras en python - Parte 1

Funciones Lambda

Antes de ver qué son las clausuras (closures), veamos qué tienen las funciones lambda que las hacen tan polémicas algunas veces.

Comencemos con un ejemplo. Te recomiendo que te esfuerces en deducir cómo funciona sin ir a probar cómo funciona. A continuación te pondré algunos valores para que elijas los valores de las tres listas:

    i = 1
    add_one = lambda x: x + i

    lista1 = [add_one(i) for i in [0, 1, 2]]

    i = 0
    lista2 = [add_one(i) for i in [0, 1, 2]]

    i = 2
    lista3 = [add_one(i + 1) for i in [0, 1, 2]]

Valores para lista1:

1. [0, 1, 2]
2. [1, 2, 3]
3. [0, 2, 4]
4. [1, 3, 5]

Valores para lista2:

1. [0, 1, 2]
2. [1, 2, 3]
3. [0, 2, 4]
4. [1, 3, 5]

Valores para lista3:

1. [0, 1, 2]
2. [1, 2, 3]
3. [2, 3, 4]
4. [1, 3, 5]

Las soluciones están al final del artículo¹, pero puedes probarlo ahora para que lo veas tú mismo.

¿Qué es lo que ha pasado?

Contrariamente a lo que estamos acostrumbrados con las funciones normales, la evaluación de una función lambda se hace dentro del entorno donde se ejecuta, independiente del entorno donde se ha definido. Así pués, en la función lambda lambda x: x+i, la variable i toma el valor de esta variable en el momento de evaluar la función. Como se usa esta variable para la compresión de la lista, irá cambiando de valor a medida que se recorre la lista [0,1,2], por lo que la expresión add_one(i) termina convirtiéndose en la expresión i+i, y la expresión add_one(i+1) en i+1+i.

Tiene un funcionamiento similar a los macros, donde se sustituye literalmente la llamada a la función por la expresión equivalente. En python3, se hace más evidente al denominarse expresiones lambda en lugar de funciones lambda.

Clausuras

En una función podemos distinguir dos partes:

• Código ejecutable
• Entorno de evaluación, más conocido por Ámbito o Scope

Antes de ejecutar el código de la función, se aumenta el entorno de evaluación con los argumentos de entrada de la función.

Según en qué entorno se evalua la función, tenemos dos ámbitos:

• Clausura, también llamado Ámbito léxico o Ámbito Estático, cuando la función se evalua en el entorno donde se ha definido.
• Ámbito dinámico cuando se evalua en el entorno donde se invoca la función.

Con esta definición, podemos afirmar que en python las funciones tienen ámbito léxico, con excepción de las funciones lambda que tienen ámbito dinámico.

No voy a considerar las ventajas de uno u otro tipo. Por lo general, las clausuras se consideran mejores para desacoplar el código de la función del código donde se invoca, lo que ayuda mucho al mantenimiento y corrección de errores. Es por ello la manera normal de crear funciones en la mayoría de lenguajes de programación.

¿Cómo hacer que una función lambda se comporte como si tuviera clausura?

La forma de hacer que un función lambda se evalue en el entorno donde se define consiste en pasar las variables de ese entorno que necesite en los argumentos de entrada, casi siempre como argumentos por defecto.

En el ejemplo anterior sería:

  i = 1
  add_one = lambda x, i=i: x + i

que equivaldrá a

  add_one = lambda x, i=1: x + i

En este caso i se toma de los argumentos de la función, y tendrá por defecto el valor de i en el momento de la definición de la función lambda.

No es perfecto, pero es lo mejor que tenemos. Lo recomendable es evitar las funciones lambda complejas si no queremos llevarnos algunas sorpresas.