装饰器

Posted 2020-10-04

在Python这个国家里，装饰器以及后面讲到的迭代器，生成器都是十二分重要的高级函数。

如果将装饰器比作取经路上的一个大boss，那么想干掉它必须拿到三件法宝。

法宝一（作用域）：

法宝二（函数即对象）：

在python的世界里，函数和我们之前的[1,2,3],‘abc‘,8等一样都是对象，而且函数是最高级的对象（对象是类的实例化，可以调用相应的方法，函数是包含变量对象的对象，牛逼！）。

1 def foo():
2     print(‘i am the foo‘)
3     bar()
4      
5 def bar():      
6     print(‘i am the bar‘)
7  
8 foo()

# def bar():      #报错
#     print(‘i am the bar‘)

带着这个问题，我们聊一聊函数在内存的存储情况：

函数对象的调用仅仅比其它对象多了一个()而已！foo,bar与a,b一样都是个变量名。

那上面的问题也就解决了，只有函数加载到内存才可以被调用。

既然函数是对象，那么自然满足下面两个条件：

1. 其可以被赋给其他变量

1 def foo():
2     print(‘foo‘)
3 bar=foo
4 bar()
5 foo()
6 print(id(foo),id(bar))  #4321123592 4321123592

2. 其可以被定义在另外一个函数内(作为参数&作为返回值),类似于整形，字符串等对象。

1 #*******函数名作为参数**********
2 def foo(func):
3     print(‘foo‘)
4     func()
5  
6 def bar():
7     print(‘bar‘)
8  
9 foo(bar)

 1 #*******函数名作为返回值*********
 2  
 3 def foo():
 4     print(‘foo‘)
 5     return bar
 6  
 7 def bar():
 8     print(‘bar‘)
 9  
10 b=foo()
11 b()

注意：这里说的函数都是指函数名，比如foo；而foo()已经执行函数了，foo()是什么类型取决于return的内容是什么类型！！！

         另外，如果大家理解不了对象，那么就将函数理解成变量，因为函数对象总会由一个或多个变量引用，比如foo，bar。

法宝三（函数的嵌套以及闭包）：

1 抛一个小问题：
2 def foo():
3     print(‘foo‘)
4     def bar():
5         print(‘bar‘)
6     # bar()
7 bar()

是的，bar就是一个变量名，有自己的作用域的。

Python允许创建嵌套函数。通过在函数内部def的关键字再声明一个函数即为嵌套：

 1 #想执行inner函数,两种方法
 2 def outer():
 3      x = 1
 4      def inner():
 5          print (x) # 1
 6      # inner() # 2
 7      return inner
 8  
 9 # outer()
10 in_func=outer()
11 in_func()

1 两种调用方式有区别吗，不都是在外面调用inner吗？

1 in_func=outer()  
2 in_func()   
3 ###########
4 inner()(已经加载到内存啦)

 1 def outer():
 2      x = 1
 3      def inner():
 4          b=6
 5          print (x)
 6      return inner
 7 #inner()#报错原因:找不到这个引用变量
 8 in_func=outer()#这里其实就是一个变量赋值,将inner的引用对象赋值给in_func,类似于a=5,b=a一样
 9                #有同学会想直接赋值不行吗:in_func=inner? 哥,inner不还是找不到吗,对吧
10 in_func()

2　　

1 def outer():
2     x=1    #函数outer执行完毕即被销毁
3 print(x)  　　

既然这样，i()执行的时候outer函数已经执行完了，为什么inner还可以调用outer里的变量x呢？

 

哈，这就涉及到我们叫讲的闭包啦！

因为：outer里return的inner是一个闭包函数，有x这个环境变量。

 OK，那么什么是闭包呢？

闭包(closure)是函数式编程的重要的语法结构。

定义：如果在一个内部函数里，对在外部作用域（但不是在全局作用域）的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包(closure)。

如上实例，inner就是内部函数，inner里引用了外部作用域的变量x（x在外部作用域outer里面，不是全局作用域），则这个内部函数inner就是一个闭包。

再稍微讲究一点的解释是，闭包=函数块+定义函数时的环境，inner就是函数块，x就是环境，当然这个环境可以有很多，不止一个简单的x。

 1 # 用途1：当闭包执行完后，仍然能够保持住当前的运行环境。
 2 # 比如说，如果你希望函数的每次执行结果，都是基于这个函数上次的运行结果。我以一个类似棋盘游戏的例子
 3 # 来说明。假设棋盘大小为50*50，左上角为坐标系原点(0,0)，我需要一个函数，接收2个参数，分别为方向
 4 # (direction)，步长(step)，该函数控制棋子的运动。棋子运动的新的坐标除了依赖于方向和步长以外，
 5 # 当然还要根据原来所处的坐标点，用闭包就可以保持住这个棋子原来所处的坐标。
 6 
 7 origin = [0, 0] # 坐标系统原点
 8 legal_x = [0, 50] # x轴方向的合法坐标
 9 legal_y = [0, 50] # y轴方向的合法坐标
10 def create(pos=origin):
11  def player(direction,step):
12   # 这里应该首先判断参数direction,step的合法性，比如direction不能斜着走，step不能为负等
13   # 然后还要对新生成的x，y坐标的合法性进行判断处理，这里主要是想介绍闭包，就不详细写了。
14   new_x = pos[0] + direction[0]*step
15   new_y = pos[1] + direction[1]*step
16   pos[0] = new_x
17   pos[1] = new_y
18   #注意！此处不能写成 pos = [new_x, new_y]，原因在上文有说过
19   return pos
20  return player
21 
22 player = create() # 创建棋子player，起点为原点
23 print (player([1,0],10)) # 向x轴正方向移动10步
24 print (player([0,1],20)) # 向y轴正方向移动20步
25 print (player([-1,0],10)) # 向x轴负方向移动10步

behoof 1

 1 # 用途2：闭包可以根据外部作用域的局部变量来得到不同的结果，这有点像一种类似配置功能的作用，我们可以
 2 # 修改外部的变量，闭包根据这个变量展现出不同的功能。比如有时我们需要对某些文件的特殊行进行分析，先
 3 # 要提取出这些特殊行。
 4 
 5 def make_filter(keep):
 6  def the_filter(file_name):
 7   file = open(file_name)
 8   lines = file.readlines()
 9   file.close()
10   filter_doc = [i for i in lines if keep in i]
11   return filter_doc
12  return the_filter
13 
14 # 如果我们需要取得文件"result.txt"中含有"pass"关键字的行，则可以这样使用例子程序
15 filter = make_filter("pass")
16 filter_result = filter("result.txt")

behoof 2