Late binding closures trong vòng lặp

Hiện tượng lạ


# Tạo list các functions
functions = []
for i in range(5):
    functions.append(lambda: i)
 
# Gọi từng function
for func in functions:
    print(func())

Bạn nghĩ sẽ in: 0 1 2 3 4

Kết quả thực tế: 4 4 4 4 4 ❌

What the Python?! Tất cả functions đều return 4?! 😱

Giải thích

Late Binding

Python closures sử dụng late binding: giá trị của biến được lookup lúc function ĐƯỢC GỌI, không phải lúc được TẠO!


functions = []
for i in range(5):
    # Lambda KHÔNG capture giá trị của i
    # Lambda chỉ REFERENCE đến biến i
    functions.append(lambda: i)
 
# Sau loop, i = 4
# Tất cả lambdas đều reference đến CÙNG biến i
# Khi gọi, i đã = 4 → Tất cả return 4

Minh họa


# Sau khi loop kết thúc
print(i)  # 4
 
# Mọi lambda đều reference biến i này
functions[0]()  # Lookup i → 4
functions[1]()  # Lookup i → 4
functions[2]()  # Lookup i → 4

Giải pháp

✅ Solution 1: Default argument (Khuyến khích!)


functions = []
for i in range(5):
    # Default argument được evaluate LÚC TẠO
    functions.append(lambda x=i: x)  # Capture giá trị của i
 
# In ra đúng
for func in functions:
    print(func())  # 0 1 2 3 4 ✅

✅ Solution 2: functools.partial


from functools import partial
 
def return_value(x):
    return x
 
functions = []
for i in range(5):
    functions.append(partial(return_value, i))
 
for func in functions:
    print(func())  # 0 1 2 3 4 ✅

✅ Solution 3: Function factory


def make_func(x):
    return lambda: x  # x là local variable của make_func
 
functions = []
for i in range(5):
    functions.append(make_func(i))
 
for func in functions:
    print(func())  # 0 1 2 3 4 ✅

✅ Solution 4: List comprehension


# List comprehension tạo scope riêng
functions = [lambda x=i: x for i in range(5)]
 
for func in functions:
    print(func())  # 0 1 2 3 4 ✅

Ví dụ thực tế

Bug 1: Event handlers


# SAI
buttons = []
for i in range(5):
    # Tất cả buttons đều gọi callback với i=4!
    button = Button(onclick=lambda: print(f"Button {i}"))  # ❌
    buttons.append(button)
 
# ĐÚNG
buttons = []
for i in range(5):
    button = Button(onclick=lambda x=i: print(f"Button {x}"))  # ✅
    buttons.append(button)

Bug 2: Tkinter callbacks


import tkinter as tk
 
# SAI
for i in range(5):
    btn = tk.Button(
        root,
        text=str(i),
        command=lambda: print(i)  # ❌ Tất cả print 4
    )
    btn.pack()
 
# ĐÚNG
for i in range(5):
    btn = tk.Button(
        root,
        text=str(i),
        command=lambda x=i: print(x)  # ✅
    )
    btn.pack()

Bug 3: Async callbacks


import asyncio
 
# SAI
async def main():
    tasks = []
    for i in range(5):
        # Tất cả tasks đều dùng i=4
        tasks.append(asyncio.create_task(process(lambda: i)))  # ❌
 
# ĐÚNG
async def main():
    tasks = []
    for i in range(5):
        tasks.append(asyncio.create_task(process(lambda x=i: x)))  # ✅

Nested loops


# SAI
functions = []
for i in range(3):
    for j in range(3):
        functions.append(lambda: (i, j))  # ❌
 
for func in functions:
    print(func())  # Tất cả print (2, 2)
 
# ĐÚNG
functions = []
for i in range(3):
    for j in range(3):
        functions.append(lambda x=i, y=j: (x, y))  # ✅
 
for func in functions:
    print(func())  # (0,0), (0,1), (0,2), (1,0), ...

List comprehension vs for loop

For loop - Late binding


# For loop - SHARED scope
funcs = []
for i in range(3):
    funcs.append(lambda: i)
 
print([f() for f in funcs])  # [2, 2, 2] ❌

List comprehension - Early binding (Python 3)


# Python 3: List comp có scope riêng
funcs = [lambda: i for i in range(3)]
print([f() for f in funcs])  # [2, 2, 2] ❌ Vẫn late binding!
 
# Phải dùng default arg
funcs = [lambda x=i: x for i in range(3)]
print([f() for f in funcs])  # [0, 1, 2] ✅

Tóm tắt

Closures trong Python dùng LATE BINDING

❌ lambda: i - Reference biến i

✅ lambda x=i: x - Capture giá trị i

🐛 Bug phổ biến với loops + lambdas

🔧 Luôn dùng default argument để capture values

Pattern an toàn:


for i in range(n):
    func = lambda x=i: do_something(x)  # Capture i