Python闭包和装饰器

Posted 2022-08-30 赵广陆

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Python闭包和装饰器相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1.闭包

1.1 闭包的介绍

函数回顾

函数如果是名字只是存放地址，如果是括号是调用其中的方法

我们知道当函数调用完，函数内定义的变量都销毁了，但是我们有时候需要保存函数内的这个变量，每次在这个变量的基础上完成一些列的操作，比如: 每次在这个变量的基础上和其它数字进行求和计算，那怎么办呢?

我们就可以通过咱们今天学习的闭包来解决这个需求。

闭包的定义:

在函数嵌套的前提下，内部函数使用了外部函数的变量，并且外部函数返回了内部函数，我们把这个使用外部函数变量的内部函数称为闭包。

1.2 闭包的构成条件

通过闭包的定义，我们可以得知闭包的形成条件:

在函数嵌套(函数里面再定义函数)的前提下
内部函数使用了外部函数的变量(还包括外部函数的参数)
外部函数返回了内部函数

1.3 简单闭包的示例

# 定义一个外部函数
def func_out(num1):
    # 定义一个内部函数
    def func_inner(num2):
        # 内部函数使用了外部函数的变量(num1)
        result = num1 + num2
        print("结果是:", result)
    # 外部函数返回了内部函数，这里返回的内部函数就是闭包
    return func_inner

# 创建闭包实例    
f = func_out(1)
# 执行闭包
f(2)
f(3)

结果：

结果是: 3
结果是: 4

闭包执行结果的说明:

通过上面的输出结果可以看出闭包保存了外部函数内的变量num1，每次执行闭包都是在num1 = 1 基础上进行计算。

1.4 闭包的作用

闭包可以保存外部函数内的变量，不会随着外部函数调用完而销毁。
注意点:
由于闭包引用了外部函数的变量，则外部函数的变量没有及时释放，消耗内存。

1.5 修改闭包内使用的外部变量

nonlocal num # 告诉解释器需要修改函数外的变量，不是修改全局边那里

def func_out():
    num = 10

    def func_inner():
        nonlocal num  # 告诉解释器需要修改函数外的变量，不是修改全局边那里
        num = 20
        result = num + 30
        print(result)

    print("num:", num)
    func_inner()
    print("num:", num)

    return func_inner

closure = func_out()
closure()

结果：

num: 10
50
num: 20
50

2.装饰器

2.1 装饰器的定义

就是给已有函数增加额外功能的函数，它本质上就是一个闭包函数。

装饰器的功能特点:

不修改已有函数的源代码
不修改已有函数的调用方式
给已有函数增加额外的功能

2.2 装饰器的示例代码

# 添加一个登录验证的功能
def check(fn):
    def inner():
        print("请先登录....")
        fn()
    return inner


def comment():
    print("发表评论")

# 使用装饰器来装饰函数
comment = check(comment)
comment()

# 装饰器的基本雏形
# def decorator(fn): # fn:目标函数.
#     def inner():
#         '''执行函数之前'''
#         fn() # 执行被装饰的函数
#         '''执行函数之后'''
#     return inner

代码说明:

闭包函数有且只有一个参数，必须是函数类型，这样定义的函数才是装饰器。
写代码要遵循开放封闭原则，它规定已经实现的功能代码不允许被修改，但可以被扩展。
执行结果:

请先登录....
发表评论

2.3 装饰器的语法糖写法

如果有多个函数都需要添加登录验证的功能，每次都需要编写func = check(func)这样代码对已有函数进行装饰，这种做法还是比较麻烦。

Python给提供了一个装饰函数更加简单的写法，那就是语法糖，语法糖的书写格式是: @装饰器名字，通过语法糖的方式也可以完成对已有函数的装饰

# 添加一个登录验证的功能
def check(fn):
    print("装饰器函数执行了")
    def inner():
        print("请先登录....")
        fn()
    return inner

# 使用语法糖方式来装饰函数
@check
def comment():
    print("发表评论")

comment()

说明:

@check 等价于 comment = check(comment)
装饰器的执行时间是加载模块时立即执行。

执行结果:

请先登录....
发表评论

2.4 装饰带有参数的函数

# 添加输出日志的功能
def logging(fn):
    def inner(num1, num2):
        print("--正在努力计算--")
        fn(num1, num2)

    return inner


# 使用装饰器装饰函数
@logging
def sum_num(a, b):
    result = a + b
    print(result)

sum_num(1, 2)

结果：

--正在努力计算--
3

2.5 装饰带有返回值的函数

# 添加输出日志的功能
def logging(fn):
    def inner(num1, num2):
        print("--正在努力计算--")
        result = fn(num1, num2)
        return result
    return inner


# 使用装饰器装饰函数
@logging
def sum_num(a, b):
    result = a + b
    return result

result = sum_num(1, 2)
print(result)

结果：

--正在努力计算--
3

2.6 装饰带有不定长参数的函数

# 添加输出日志的功能
def logging(fn):
    def inner(*args, **kwargs):
        print("--正在努力计算--")
        fn(*args, **kwargs)

    return inner


# 使用语法糖装饰函数
@logging
def sum_num(*args, **kwargs):
    result = 0
    for value in args:
        result += value

    for value in kwargs.values():
        result += value

    print(result)

sum_num(1, 2, a=10)

结果：

--正在努力计算--
13

2.7 多个装饰器的使用

def make_div(func):
    """对被装饰的函数的返回值 div标签"""
    def inner(*args, **kwargs):
        return "<div>" + func() + "</div>"
    return inner


def make_p(func):
    """对被装饰的函数的返回值 p标签"""
    def inner(*args, **kwargs):
        return "<p>" + func() + "</p>"
    return inner


# 装饰过程: 1 content = make_p(content) 2 content = make_div(content)
# content = make_div(make_p(content))
@make_div
@make_p
def content():
    return "人生苦短"

result = content()

print(result)