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社区首页 >专栏 >6 Python 基础: 难点装饰器的学习介绍及实现赌博收益小案例

6 Python 基础: 难点装饰器的学习介绍及实现赌博收益小案例

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野原测试开发
修改2019-07-24 10:45:35
4250
修改2019-07-24 10:45:35
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文章被收录于专栏:技术探究技术探究

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装饰器

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Python提供了可变参数*args和关键字参数**kwargs,有了这两个参数,装饰器就可以用于任意目标函数了。

装饰器

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由于函数也是一个对象,而且函数对象可以被赋值给变量,所以,通过变量也能调用该函数。

代码语言:txt
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>>> def now():
...     print('2015-3-25')
...
>>> f = now
>>> f()
2015-3-25

函数对象有一个__name__属性,可以拿到函数的名字:

代码语言:txt
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>>> now.__name__
'now'
>>> f.__name__
'now'

现在,假设我们要增强now()函数的功能,比如,在函数调用前后自动打印日志,但又不希望修改now()函数的定义,这种在代码运行期间动态增加功能的方式,称之为“装饰器”(Decorator)。

本质上,decorator就是一个返回函数的高阶函数。所以,我们要定义一个能打印日志的decorator,可以定义如下:

代码语言:txt
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def log(func):
    def wrapper(*args, **kw):
        print('call %s():' % func.__name__)
        return func(*args, **kw)
    return wrapper

观察上面的log,因为它是一个decorator,所以接受一个函数作为参数,并返回一个函数。我们要借助Python的@语法,把decorator置于函数的定义处:

代码语言:txt
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@log
def now():
    print('2015-3-25')

调用now()函数,不仅会运行now()函数本身,还会在运行now()函数前打印一行日志:

代码语言:txt
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>>> now()
call now():
2015-3-25

把@log放到now()函数的定义处,相当于执行了语句:

代码语言:txt
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now = log(now)

由于log()是一个decorator,返回一个函数,所以,原来的now()函数仍然存在,只是现在同名的now变量指向了新的函数,于是调用now()将执行新函数,即在log()函数中返回的wrapper()函数。

wrapper()函数的参数定义是(*args, **kw),因此,wrapper()函数可以接受任意参数的调用。在wrapper()函数内,首先打印日志,再紧接着调用原始函数。

如果decorator本身需要传入参数,那就需要编写一个返回decorator的高阶函数,写出来会更复杂。比如,要自定义log的文本:

代码语言:txt
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def log(text):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kw):
            print('%s %s():' % (text, func.__name__))
            return func(*args, **kw)
        return wrapper
    return decorator

这个3层嵌套的decorator用法如下:

代码语言:txt
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@log('execute')
def now():
    print('2015-3-25')

执行结果如下:

代码语言:txt
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>>> now()
execute now():
2015-3-25

和两层嵌套的decorator相比,3层嵌套的效果是这样的:

代码语言:txt
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>>> now = log('execute')(now)

我们来剖析上面的语句,首先执行log('execute'),返回的是decorator函数,再调用返回的函数,参数是now函数,返回值最终是wrapper函数。

以上两种decorator的定义都没有问题,但还差最后一步。因为我们讲了函数也是对象,它有__name__等属性,但你去看经过decorator装饰之后的函数,它们的__name__已经从原来的'now'变成了'wrapper':

代码语言:txt
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>>> now.__name__
'wrapper'

因为返回的那个wrapper()函数名字就是'wrapper',所以,需要把原始函数的__name__等属性复制到wrapper()函数中,否则,有些依赖函数签名的代码执行就会出错。

不需要编写wrapper.__name__= func.__name__这样的代码,Python内置的functools.wraps就是干这个事的,所以,一个完整的decorator的写法如下:

代码语言:txt
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import functools
def log(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kw):
        print('call %s():' % func.__name__)
        return func(*args, **kw)
    return wrapper

或者针对带参数的decorator:

代码语言:txt
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import functools
def log(text):
    def decorator(func):
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args, **kw):
            print('%s %s():' % (text, func.__name__))
            return func(*args, **kw)
        return wrapper
    return decorator

import functools是导入functools模块。模块的概念稍候讲解。现在,只需记住在定义wrapper()的前面加上@functools.wraps(func)即可。

image.png
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小结

在面向对象(OOP)的设计模式中,decorator被称为装饰模式。OOP的装饰模式需要通过继承和组合来实现,而Python除了能支持OOP的decorator外,直接从语法层次支持decorator。Python的decorator可以用函数实现,也可以用类实现。

decorator可以增强函数的功能,定义起来虽然有点复杂,但使用起来非常灵活和方便。

返回函数

函数作为返回值 高阶函数除了可以接受函数作为参数外,还可以把函数作为结果值返回。

一个简单的函数返回例子:

image.png
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闭包

注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量args,所以,当一个函数返回了一个函数后,其内部的局部变量还被新函数引用,所以,闭包用起来简单,实现起来可不容易。

image.png
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一个函数的变量被另外一个函数所引用,那么饿这个变量不会被销毁掉,会长期驻留在内存里面,这就是所谓的闭包。

解决上面输出全是 9 的问题:

image.png
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image.png
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内存地方完全不同,所以不是一个东西

image.png
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函数作为返回值

高阶函数除了可以接受函数作为参数外,还可以把函数作为结果值返回。

如果不需要立刻求和,而是在后面的代码中,根据需要再计算怎么办?可以不返回求和的结果,而是返回求和的函数:

代码语言:txt
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def lazy_sum(*args):
    def sum():
        ax = 0
        for n in args:
            ax = ax + n
        return ax
    return sum

当我们调用lazy_sum()时,返回的并不是求和结果,而是求和函数:

image.png
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在这个例子中,我们在函数lazy_sum中又定义了函数sum,并且,内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量,当lazy_sum返回函数sum时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为“闭包(Closure)”的程序结构拥有极大的威力。

请再注意一点,当我们调用lazy_sum()时,每次调用都会返回一个新的函数,即使传入相同的参数:

image.png
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闭包

注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量args,所以,当一个函数返回了一个函数后,其内部的局部变量还被新函数引用。

另一个需要注意的问题是,返回的函数并没有立刻执行,而是直到调用了f()才执行。我们来看一个例子:

代码语言:txt
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def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f():
             return i*i
        fs.append(f)
    return fs
f1, f2, f3 = count()

在上面的例子中,每次循环,都创建了一个新的函数,然后,把创建的3个函数都返回了。

你可能认为调用f1(),f2()和f3()结果应该是1,4,9,但实际结果是:

image.png
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全部都是9!原因就在于返回的函数引用了变量i,但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时,它们所引用的变量i已经变成了3,因此最终结果为9。

返回闭包时牢记的一点就是:返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量。

如果一定要引用循环变量怎么办?方法是再创建一个函数,用该函数的参数绑定循环变量当前的值,无论该循环变量后续如何更改,已绑定到函数参数的值不变:

image.png
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小结

一个函数可以返回一个计算结果,也可以返回一个函数。

返回一个函数时,牢记该函数并未执行,返回函数中不要引用任何可能会变化的变量。

凯利公式

f* = (bp-q)/b

  • f*为现有资金应进行下次投注的比例
  • b为投注可得的赔率
  • p为获胜率
  • q为落败率,即 1 - p

验证凯文凯利公式

有4中策略:

  • 使用凯利公式进行赌博
  • 最大化的将现有资金作为赌注,投出去
  • 将现有资金平均分成3份,然后将其中一份作为赌注投出去。
  • 随意的将现有的资金投注出去 初始化资金 10000

每个人有20轮机会,最后查看收益,如果有人中途现有资金为0,他将不在进入循环

实验100次,查看对比结果。

代码语言:txt
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from random import random

def celie1(money,b,p):
    #f为要投注的钱
    f = (b*p-(1-p))/b
    #r随机值,是否是在获胜的概率里
    r = random()
    if r<p:
        return f*b+money-f
    else:
        return money - f
        
    
def celie2(money,b,p):
    r = random()
    if r<p:
        return money*b+money
    else:
        return 0

def celie3(money,b,p):
    r = random()
    f = money/3
    if r<p:
        return f*b+money
    else:
        return money - f

def celie4(money,b,p):
    r = random()
    f = money*random()
    if r<p:
        return f*b+money
    else:
        return money - f
    

    
def kaili():
    listMan = [
        {
            'id':0,
            'money':10000
        },
        {
            'id':1,
            'money':10000
        },
        {
            'id':2,
            'money':10000
        },
        {
            'id':3,
            'money':10000
        }
    ]
    for i,value in enumerate(range(100)):
        #b为投注可得的赔率
        b = random()*2 #[随机的赔率是从0-2]
        #p为获胜率
        p = random()
        
        
        listMan[0]['money'] =  celie1(listMan[0]['money'],b,p)
        listMan[1]['money'] =  celie2(listMan[1]['money'],b,p)
        listMan[2]['money'] =  celie3(listMan[2]['money'],b,p)
        listMan[3]['money'] =  celie4(listMan[3]['money'],b,p)
    return listMan


results = {
    'm1':0,
    'm2':0,
    'm3':0,
    'm4':0
}
for i in range(100):
#    results.append(kaili())
    results['m1'] += kaili()[0]['money']
    results['m2'] += kaili()[1]['money']
    results['m3'] += kaili()[2]['money']
    results['m4'] += kaili()[3]['money']

print('m1:' ,results['m1']/100)
print('m2:' ,results['m2']/100)
print('m3:' ,results['m3']/100)
print('m4:' ,results['m4']/100)

结果如下:

代码语言:txt
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m1: 10199.016996951466
m2: 0.0
m3: 8690.540159613349
m4: 23.98995071178086

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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