Python进阶————闭包与装饰器
闭包与装饰器
- 前言
- 一、函数名的使用
-
- 1.1 函数名作为对象
- 1.2 函数名作为实参传递
- 二、闭包
-
- 2.1 闭包作用
- 2.2 构成闭包的条件
- 2.3 闭包语法格式
- 2.4 闭包代码演示
- 2.5 nonlocal关键字
- 三、装饰器
-
- 3.1 装饰器介绍与代码演示
- 3.2 装饰器的具体使用
-
- 3.2.1 装饰无参无返回值
- 3.2.2 装饰有参无返回值
- 3.2.3 装饰无参有返回值
- 3.2.4 装饰有参有返回值
- 3.2.5 装饰不定长参数
- 3.3 多个装饰器装饰一个函数
- 3.4 一个装饰器装饰多个函数
-
- 3.4.1 普通写法
- 3.4.2 进阶写法
- 总结
前言
- 接下来我们对Python中的闭包和装饰器进行分析学习。
一、函数名的使用
- 1、函数名存放的是函数所在内存空间的地址。（大白话：函数名代表函数入口地址）
- 2、函数名()执行函数名所存放空间地址中的代码。（大白话：函数名()代表函数调用: 直接调用）
- 3、函数名可像普通变量一样赋值, 赋值后的结果与原函数名作用是一样的。（大白话：函数名可以做函数参数，函数名做函数参数是研究的重点）
1.1 函数名作为对象
案例: 演示函数名可以作为对象使用.
# 1. 定义函数.
def func01():
print('hello world!')
# return None
# 在main函数中测试
if __name__ == '__main__':
# 2. 直接打印函数名, 打印的是函数的地址. 说明 函数名 = 对象
print(func01) # 1.2 函数名作为实参传递
"""
回顾:
Python是一门以面向对象为基础的语言, 所以: 一切皆对象.
函数名 也是 对象, 代表着函数的入口.
函数名 的作用如下:
1. 函数名可以作为对象, 像变量那样赋值.
2. 函数名可以作为实参进行传递.
"""
求: 定义1个无参函数method(), 定义1个带1个参数的函数func(), 把method()的函数名作为参数传递给func(), 并观察结果.
# 1. 定义1个无参函数method()
def method():
print('我是 method 函数')
def get_sum(a, b):
print('get_sum函数: 加法运算')
return a + b
def get_subtract(a, b):
print('get_subtract函数: 减法运算')
return a - b
# 2. 定义1个带1个参数的函数func()
def func(fn_name):
"""
接收函数名(函数对象), 然后调用该函数的.
:param fn_name: 接收到的函数名(即: 函数对象)
:return: 无
"""
print('我是 func 函数')
fn_name()
# 模拟自定义的计算器.
def my_calculation(a, b, fn_name):
"""
接收两个整数 和 具体的计算规则, 对整数进行对应的计算.
:param a: 要操作的第1个整数
:param b: 要操作的第2个整数
:param fn_name: 具体的计算规则
:return: 计算结果.
"""
return fn_name(a, b)
# 3. 在main函数中测试.
if __name__ == '__main__':
# 演示: 函数名可以作为实参进行传递
func(method)
print('-' * 21)
# 加法
result1 = my_calculation(10, 3, get_sum)
print(f'result1: {result1}') # 13
print('-' * 21)
# 减法
result2 = my_calculation(10, 3, get_subtract)
print(f'result2: {result2}') # 7
二、闭包
- 调用了外部函数变量的 内部函数, 就称之为: 闭包.
2.1 闭包作用
- 它可以保存函数内的变量, 即: 变量不会随着函数调用完毕而销毁.
2.2 构成闭包的条件
- 1、 有嵌套. 函数嵌套, 外函数, 内函数
- 2、 有引用. 内部函数使用外部函数的变量(包括外部函数的形成那列表)
- 3、 有返回. 外部函数返回内部函数名(对象)
2.3 闭包语法格式
一定要看清楚return跟谁是一组（跟谁对齐的）
# 闭包格式:
def 外部函数名(形参列表): # 有嵌套
......
def 内部函数名(形参列表): # 有嵌套
....
使用外部函数的变量 # 有引用
return 内部函数名 # 有返回
2.4 闭包代码演示
代码如下（示例）：
# 需求1: 非闭包写法, 定义1个函数用于保存变量10, 然后调用函数返回值变量, 并重复累加数值, 观察结果.
def func():
return 10
# 调用函数.
print(func() + 1) # 11
print(func() + 1) # 11
print(func() + 1) # 11
print('-' * 30)
# 需求2: 定义用于求和的闭包.
# 其中, 外部函数有参数num1, 内部函数有参数num2, 调用求和, 观察结果.
# 1. 闭包写法, 定义函数.
def fun_outer(num1): # 有嵌套
def fun_inner(num2): # 有嵌套
# 具体的求和动作.
sum = num1 + num2 # 有引用
print(f'sum的值: {sum}')
return fun_inner # 有返回值
# 2.调用上述的函数
# 2.1 调用外部函数.
f = fun_outer(10) # 细节: f就是就是内部函数, 即: f = fun_inner
# 2.2 调用"内部"函数.
f(1) # 11
f(1) # 11
f(1) # 11
2.5 nonlocal关键字
- 作用： 声明能够让内部函数去修改外部函数的变量
"""
关键字介绍:
回顾:
global 修饰的变量叫全局变量, 在当前的模块(.py)文件中, 均可使用.
nonlocal: 在内部函数中使用, 它可以实现, 在内部函数中 修改外部函数的 变量.
"""
代码如下（示例）：
# 需求: 编写1个闭包, 让内部函数去访问外部函数的参数a = 100, 并观察效果.
# 1. 闭包写法, 实现上述需求.
def fun_outer(): # 有嵌套
a = 100 # 外部函数的 变量
# 定义内部函数, 去访问, 并修改外部函数的变量.
def fun_inner(): # 有嵌套
# 核心细节: 在内部函数中修改外部函数的变量值, 要通过 nonlocal关键字实现.
nonlocal a
a = a + 1
print(f'a的值为: {a}') # 有引用
return fun_inner # 有返回
# 2. 调用函数.
# 2.1 调用外部函数, 获取其返回值, 即: 内部函数对象
fn = fun_outer() # fn = fun_inner
# 2.2 调用"内部函数"
fn()
fn()
fn()
三、装饰器
- 是闭包的一种写法, 本质上: 装饰器 = 闭包函数
3.1 装饰器介绍与代码演示
"""
1、 概述:
它是闭包的一种写法, 本质上: 装饰器 = 闭包函数
2、 作用:
在不改变原有函数的基础上, 对原有函数的功能做增强(扩展).
3、 前提:
1. 有嵌套. 函数嵌套定义, 内部函数, 外部函数.
2. 有引用. 内部函数使用外部函数的变量.
3. 有返回值. 外部函数返回内部函数 对象.
4. 有额外功能. 装饰器用于给 原有函数新增某些功能.
4、 装饰器的用法:
方式1: 传统方式.
变量名 = 装饰器名(要被装饰的函数名)
变量名() # 调用函数即可.
方式2: 语法糖.
在 要被装饰的函数上写 @装饰器名 即可.
之后就是普通的调用函数格式即可, 已经实现了增强.
"""
代码如下（示例）：
# 1.定义装饰器, 用于增加: 登陆功能.
def check_user(fn): # 有嵌套
"""
该函数就是充当装饰器的, 用于增加: 登陆功能.
:param fn: 要被装饰的函数名.
:return: 无
"""
def inner(): # 有嵌套
print('登录中...') # 有额外功能.
fn() # 有引用
return inner # 有返回值
# 2. 定义函数, 表示发表评论.
@check_user
def comment():
print('发表评论!')
# 3. 在main函数中测试.
if __name__ == '__main__':
# 4. 直接调用comment()函数
# comment()
# 5. 用装饰器 check_user()给 原有函数comment 做功能增强.
# 方式1: 传统写法.
# comment = check_user(comment)
# comment()
# 方式2: 装饰器语法糖写法.
comment()
3.2 装饰器的具体使用
- 一定要
装饰器的内置函数 格式要和 被装饰的函数 格式保持一致. 即:
1、 被装饰的函数(原函数) 是无参无返回值的, 则: 装饰器的内置函数 也是 无参无返回值.
2、 被装饰的函数(原函数) 是有参无返回值的, 则: 装饰器的内置函数 也是 有参无返回值.
3.2.1 装饰无参无返回值
需求: 在无参无返回值的原有求和函数前, 添加1个友好提示, 即: 正在努力计算中…
# 1. 装饰器.
def print_info(fn_name): # fn_name: 要被装饰的函数名(原函数名)
def fn_inner(): # 有嵌套. 装饰器的内部函数 格式 要和 原函数 格式保持一致.
print('[友好提示] 正在努力计算中...') # 有额外功能
fn_name() # 有引用
return fn_inner # 有返回
# 2. 要被装饰的函数, 即: 原函数(这里是: 无参无返回值的)
@print_info
def get_sum():
a = 10
b = 20
# 求和
sum = a + b
# 打印结果.
print(f'sum: {sum}')
# 在main函数中测试调用.
if __name__ == '__main__':
# 装饰器 写法1: 传统写法.
# get_sum = print_info(get_sum)
# get_sum()
# 装饰器 写法2: 语法糖
get_sum() # [友好提示] 正在努力计算中... sum: 30
3.2.2 装饰有参无返回值
需求: 在有参无返回值的原有求和函数前, 添加1个友好提示, 即: 正在努力计算中…
# 1. 装饰器.
def print_info(fn_name): # fn_name: 要被装饰的函数名(原函数名)
def fn_inner(a, b): # 有嵌套. 装饰器的内部函数 格式 要和 原函数 格式保持一致.
print('[友好提示] 正在努力计算中...') # 有额外功能
fn_name(a, b) # 有引用
return fn_inner # 有返回
# 2. 要被装饰的函数, 即: 原函数(这里是: 有参无返回值的)
@print_info
def get_sum(a, b):
# 求和
sum = a + b
# 打印结果.
print(f'sum: {sum}')
# 在main函数中测试调用.
if __name__ == '__main__':
# 装饰器 写法1: 传统写法.
# get_sum = print_info(get_sum)
# get_sum(100, 200)
# 装饰器 写法2: 语法糖
get_sum(10, 3) # [友好提示] 正在努力计算中... sum: 13
3.2.3 装饰无参有返回值
需求: 在无参有返回值的原有求和函数前, 添加1个友好提示, 即: 正在努力计算中…
# 1. 装饰器.
def print_info(fn_name): # fn_name: 要被装饰的函数名(原函数名)
def fn_inner(): # 有嵌套. 装饰器的内部函数 格式 要和 原函数 格式保持一致.
print('[友好提示] 正在努力计算中...') # 有额外功能
return fn_name() # 有引用
return fn_inner # 有返回
# 2. 要被装饰的函数, 即: 原函数(这里是: 无参有返回值的)
@print_info
def get_sum():
a, b = 10, 3
# 求和
sum = a + b
# 返回结果.
return sum
# 在main函数中测试调用.
if __name__ == '__main__':
# 装饰器 写法1: 传统写法.
# get_sum = print_info(get_sum)
# sum1 = get_sum()
# print(f'sum1: {sum1}')
# 装饰器 写法2: 语法糖
sum2 = get_sum()
print(f'sum2: {sum2}')
3.2.4 装饰有参有返回值
需求: 在有参有返回值的原有求和函数前, 添加1个友好提示, 即: 正在努力计算中…
# 1. 装饰器.
def print_info(fn_name): # fn_name: 要被装饰的函数名(原函数名)
def fn_inner(a, b): # 有嵌套. 装饰器的内部函数 格式 要和 原函数 格式保持一致.
print('[友好提示] 正在努力计算中...') # 有额外功能
return fn_name(a, b) # 有引用
return fn_inner # 有返回
# 2. 要被装饰的函数, 即: 原函数(这里是: 有参有返回值的)
@print_info
def get_sum(a, b):
# 求和
sum = a + b
# 返回结果.
return sum
# 在main函数中测试调用.
if __name__ == '__main__':
# 装饰器 写法1: 传统写法.
# get_sum = print_info(get_sum)
# sum1 = get_sum(10, 20)
# print(f'sum1: {sum1}')
# 装饰器 写法2: 语法糖
sum2 = get_sum(11, 22)
print(f'sum2: {sum2}')
3.2.5 装饰不定长参数
需求: 定义一个可以计算 多个数据 和 多个字典value值之和的 函数, 并调用.
要求: 在原有函数的计算结果之前, 加一个友好提示: 正在努力计算中.
# 1. 定义装饰器.
def print_info(fn_name):
def fn_inner(*args, **kwargs): # 有嵌套
print('[友好提示]正在努力计算中...') # 有额外功能.
return fn_name(*args, **kwargs) # 有引用
return fn_inner # 有返回
# 2. 定义原函数, 表示具体的累加动作.
# @print_info
def get_sum(*args, **kwargs): # (1, 2, 3, 4, 5), {'a':1, 'b':2, 'c':3}
# 2.1 定义求和变量, 记录求和结果.
sum = 0
# 2.2 回顾: *args, 接收所有的 位置参数, 封装成 元组, 即: (1, 2, 3)
# 所以这里 等于 元组求和.
for value in args:
sum += value
# 2.3 回顾: **kwargs, 接收所有的 键值对参数, 封装成 字典, 即: {'a':1, 'b':2, 'c':3}
# 所以这里 等于 字典value值求和.
for value in kwargs.values():
sum += value
# 2.4 返回求和计算结果.
return sum
# 3. 在main函数中测试.
if __name__ == '__main__':
# 4. 直接: 调用 get_sum()函数
# 位置参数 关键字参数
# sum = get_sum(11, 22, 33, a=1, b=2, c=3)
# print(f'求和结果: {sum}')
# 5. 装饰器, 写法1: 传统方式.
get_sum = print_info(get_sum)
sum = get_sum(11, 22, 33, a=1, b=2, c=3)
print(f'求和结果: {sum}')
# 6. 装饰器, 写法2: 语法糖.
# sum = get_sum(11, 22, 33, a=1, b=2, c=3)
# print(f'求和结果: {sum}')
3.3 多个装饰器装饰一个函数
"""
案例:
演示多个装饰器装饰1个函数.
细节:
1. 多个装饰器装饰1个函数时, 会按照 由内到外的 顺序进行装饰, 即: 就近原则.
2. 简单记忆:
由内到外装饰(针对于: 传统写法), 从上往下执行(针对于: 语法糖写法).
"""
需求: 发表评论前, 需要先登录, 再进行验证码校验.
# 1. 定义装饰器, 增加 登陆功能.
def check_login(fn_name):
def fn_inner(): # 有嵌套
print('登陆校验中!.....') # 有额外功能.
fn_name() # 有引用
return fn_inner # 有返回
# 2. 定义装饰器, 增加 验证码校验功能.
def check_code(fn_name):
def fn_inner(): # 有嵌套
print('验证码校验中!.....') # 有额外功能.
fn_name() # 有引用
return fn_inner # 有返回
# 3. 定义原函数, 表示: 发表评论.
@check_login
@check_code
def comment():
print("发表评论!")
# 在main函数中, 测试.
if __name__ == '__main__':
# 4. 测试: 装饰器的写法1 传统写法.
cc = check_code(comment) # 增加: 验证码校验功能.
cl = check_login(cc) # 增加: 登陆功能.
cl()
print('-' * 21)
# 5. 测试: 装饰器的写法2 语法糖.
comment()
3.4 一个装饰器装饰多个函数
注意: 一个装饰器的参数只能有一个
如果装饰器有多个参数, 则可以在该装饰器的外边再定义1个函数, 用于封装多个参数, 并返回一个装饰器.
3.4.1 普通写法
需求: 定义1个既能装饰加法运算, 也能装饰减法运算的装饰器, 即: 带有参数的装饰器, 并测试.
# 1. 定义装饰器, 能装饰 加法, 减法运算.
def logging(flag):
def decorator(fn_name):
# def decorator(fn_name, flag): # decorator: 装饰的意思, 这行代码会报错, 因为装饰器的参数只能有1个.
def fn_inner(): # 有嵌套
if flag == '+':
print('[友好提示] 正在努力计算 加法 中...') # 有额外功能
elif flag == '-':
print('[友好提示] 正在努力计算 减法 中...') # 有额外功能
fn_name() # 有引用
return fn_inner # 有返回
return decorator # 有返回
# 2. 定义原函数, 表示: 加法运算.
@logging('+')
def add():
a, b = 10, 3
sum = a + b
print(f'求和结果: {sum}')
# 3. 定义原函数, 表示: 减法运算.
@logging('-')
def subtract():
a, b = 22, 11
sub = a - b
print(f'求差结果: {sub}')
# 在main函数中测试调用.
if __name__ == '__main__':
# 4. 测试加法.
add()
print('-' * 21)
# 5. 测试减法.
subtract()
3.4.2 进阶写法
"""
案例:
演示 带有参数的装饰器, 即: 一个装饰器 装饰多个 原函数.
结论:
1. 一个装饰器的参数只能有1个.
2. 如果装饰器有多个参数, 则可以在该装饰器的外边再定义1个函数, 用于封装多个参数, 并返回一个装饰器.
扩展:
Python中的每个函数(对象)都有一个属性 __name__, 可以获取该函数的 名字.
"""
需求: 定义1个既能装饰加法运算, 也能装饰减法运算的装饰器, 即: 带有参数的装饰器, 并测试.
# 1. 定义装饰器, 能装饰 加法, 减法运算.
def decorator(fn_name):
def fn_inner(): # 有嵌套
# fn_name = 函数名 = 函数对象.
# print(fn_name) # 地址值, 说明 fn_name = 函数对象
# print(fn_name.__name__) # 根据函数对象, 获取该函数的名字.
if fn_name.__name__ == 'add':
print('[友好提示] 正在努力计算 加法 中...') # 有额外功能
elif fn_name.__name__ == 'subtract':
print('[友好提示] 正在努力计算 减法 中...') # 有额外功能
fn_name() # 有引用
return fn_inner # 有返回
# 2. 定义原函数, 表示: 加法运算.
@decorator
def add():
a, b = 10, 3
sum = a + b
print(f'求和结果: {sum}')
# 3. 定义原函数, 表示: 减法运算.
@decorator
def subtract():
a, b = 22, 11
sub = a - b
print(f'求差结果: {sub}')
# 在main函数中测试调用.
if __name__ == '__main__':
# 4. 测试加法.
add()
print('-' * 21)
# 5. 测试减法.
subtract()
总结
- 以上就是今天要讲的python中的闭包与装饰器的全部内容。