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Python装饰器和闭包

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皮大大
发布2021-03-02 15:10:07
3740
发布2021-03-02 15:10:07
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文章被收录于专栏:机器学习/数据可视化

闭包

python是一种面向对象的编程语言,在Python中一切皆是对象。函数也是对象。变量拥有的属性,函数同样拥有。因此在函数内部创建一个函数的行为是完全合法的。这种函数称为嵌套函数或者内嵌函数闭包称为词法闭包或者函数闭包,是引用了自由变量的函数 ,两个特点

  • 定义在另一个函数里面,嵌套作用
  • 内部函数对外部函数作用域里面变量的引用
  • 函数内部的变量或者函数,只有函数执行期间有生命周期
代码语言:javascript
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def func():   # 外部函数
    a = 1   # 外部函数作用域里的变量
    print("this is func()")
    def bar(num):   # 闭包函数
        print("this is bar()")
        print(num + a)
    return bar   # 返回函数

var = func()   # 运行外部函数,则内部函数同时被创建
# var == bar  func返回的就是bar函数,直接用var接收
var(3)  # 4
# print(a)  直接报错,在执行函数之后,变量已经结束了生命周期

装饰器@

  • 写了一段代码,想查看运行了多长时间。
  • 可能需要修改源代码,给它加上新的计时功能time()函数。
  • 加上计时功能之前,你至少需要阅读源代码,理清它的逻辑,才敢加上新的功能。
  • 如果代码比较少的话,还是ok;如果代码很庞大,通读下来岂不是很费时间呢?
  • 有没有一种方法:无论源代码多长,不修改源代码,就可以实现加上其他功能的这个需求呢?The answer is :YES!装饰器由此而来 [译] Python装饰器Part I:装饰器简介
代码语言:javascript
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# demo

def func1(func):
    def func2():
        print("hello python")
        return func()
    return func2

# 1. func1(bar)() : 接收被装饰的函数作为参数,并且执行一次调用
# 2. func1 执行完毕返回的就是func2(return语句)
# 3. 执行func2函数,返回了func也就是bar函数调用

@func1   # 执行bar之前先执行func1函数
def bar():
    print("hello world")
    
bar()
代码语言:javascript
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def func1(func):  # 装饰器函数
    def func2(x,y):
        print(x,y)
        x += 5
        y += 5
        return func(x,y)
    return func2

@func1
def mysum(a,b):  # 被装饰的函数带参数
    print(a+b)   
mysum(1,2)

# 执行过程
1. 执行mysum()函数,首先mysum当做参数func传入func1中
2. func1返回了func2,接着执行func2
3. 执行func2过程:print(x,y)---> x +=5---> X=6,y=7--->返回func(x,y),即mysum

装饰器本身就是个函数,将被装饰的类或者函数当做参数传递给装饰器函数。它的功能是用来扩展原来函数功能的一种函数。 它经常用于有切面需求的场景,比如:插入日志、性能测试、事务处理、缓存、权限校验等场景。装饰器的特殊之处在于:它的返回值也是一个函数。

  • 装饰器本身是函数
  • 返回值也是函数
  • 装饰器是一种特殊的闭包

一个栗子:

代码语言:javascript
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def foo(fun):   # foo函数的参数是个被装饰的函数对象fun
    def wrap():
        print("start")
        fun()  # 调用执行fun函数
        print("end")
        print(fun.__name__)
    return wrap

def bar():
    print("I am in bar()")
    
f = foo(bar)    # 给foo函数一个参数bar;向foo()传递了函数对象bar()
f()

# 结果
start
I am in bar()
end
bar

加上装饰器:

代码语言:javascript
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def foo(fun):   # foo函数的参数是个函数fun
    def wrap():
        print("start")
        fun()
        print("end")
        print(fun.__name__)
    return wrap

@foo   # 增加的内容:称为语法糖;增减程序的可读性,减少代码出错的机会。
def bar():  # 在执行bar函数的时候,先执行foo函数的内容
    print("I am in bar()")
    
bar()

判断质数

判断某个数是否是质数,并输出2-10000之间的所有质数

代码语言:javascript
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import time

# 定义装饰器函数display_time
def display_time(func):    # 找到display_time()装饰器下面的count_prime_nums()函数
    def wrapper(*args):      # 不确定参数的个数,通过*args以元组的方式统一收集;参数是count_prime_nums函数中的参数
        t1 = time.time()        # 第一步:执行获取时间t1 
        result = func(*args)  # 第二步:执行装饰器里面的函数,将count保存在result中;同时打印时间差
        t2 = time.time()    # 第三步:执行获取时间t2
        print("total time:{:.4} s".format(t2 - t1))
        return result     # 第四步:将result进行返回
    return wrapper

def is_prime(num):   # 判断一个数是否是质数
    if num < 2:   # 即num为1
        return False  #返回结果1不是质数
    elif num == 2:  # 判断num为2
        return True   # 判断2是质数
    else:
        for i in range(2, num):   # 判断2到num之间,是否还有num的因数
            if num % i == 0:   # 如果存在某个数i使的num除以i结果的余数为0,则i是num的因数,num就不是质数。
                return False  # 结果判断不是质数
        return True

# 装饰器函数需要执行的部分
@display_time
def count_prime_nums(maxnum):
    count = 0
    for i in range(2,  maxnum):
        if is_prime(i):  # 如果某个数是质数,默认条件为真True
            count += 1   
    return count     # 返回质数的个数

加强理解

  • 整个代码中有三个函数,分别实现三个功能
    • 1、display_time() :为装饰器函数
    • 2、is_prime():为判断是否为质数的函数
    • 3、count_prime_nums():为统计质数个数的函数
  • 注意函数1中的执行顺序:先计算time1,再执行装饰器里面的函数,当遇到func,执行函数3,最后计算time2
  • 当函数3中有多个参数,且不确定个数的时候,通过*args以元组的形式进行收集
  • 在执行count_prime_nums函数之前,先执行display_time()函数
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原始发表:2019-10-15,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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