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Python基础知识 - 闭包函数和装饰器

[日期:2019-11-16] 来源:Linux社区  作者:xiaodan1040 [字体: ]

Python闭包函数和装饰器

闭包函数

  • 概念:在函数中(嵌套)定义另一个函数时,内部函数引用了外层函数的名字。
  • 特性
    • 闭包函数必须在函数内部定义
    • 闭包函数可引用外层函数的名字

闭包函数是函数嵌套、函数对象、名称空间与作用域结合体

闭包中被内部函数引用的变量,不会因为外部函数结束而被释放掉,而是一直存在内存中,直到内部函数被调用结束

# 闭包函数的定义
def func(y):
    x = 100
    def inner():        # 此处的inner 就是闭包函数
        print(x)
        print(y)
    return inner

# 闭包函数的调用
inner = func(1000)
inner()
  • 应用:为了给装饰器的使用做准备

装饰器

  • 概念:在不修改被装饰对象源代码与调用方式的前提下,添加新的功能。简单来说,就是给其他函数增加额外功能的函数
  • 装饰器必须遵循“开放封闭”原则
    • 开放:对函数功能的添加是开放的
    • 封闭:对函数功能的修改是封闭的
  • 必备条件
    • 不能改变被装饰对象源代码
    • 为被装饰对象添加新的功能
    • 不能改变被装饰对象调用方式
  • 使用装饰器,可以解决代码冗余问题,提高代码的可扩展性
  • 应用:统计时间、登录认证

说了这多理论,上代码。

需求:统计下载媒体文件的时间(简易版)

# 需求: 统计下载电影的时间。
# 一般我们实现这个功能的方式如下
import time


def download_movie():
    """
    下载电影功能
    :return: None
    """
    print("电影下载开始了……")
    time.sleep(2)  # 模拟电影下载2 秒
    print("下载完成")


start_time = time.time()  # 获取当前时间戳
download_movie()  # 下载电影
end_time = time.time()  # 获取当前时间戳
print(f"下载时间:{end_time-start_time}")

以上代码确实实现了统计下载时间的功能,问题来了,如果我有多个类型文件下载函数,都需要统计时间呢?难道展现我们的“CV大法”?估计隔天就要被扫地出门了……

就没有什么办法可以解决了吗?当然有啦!先看代码

# 定义一个装饰器
def time_record(func):
    """
    新增统计时间功能
    :param func: 使用该功能的函数对象
    :return: inner 函数对象
    """

    def inner():
        # 统计开始
        start_time = time.time()
        func()  # func()  ----→ download_movie() or download_music()
        end_time = time.time()
        # 统计结束,打印统计时间
        print(f"下载时间:{end_time-start_time}")

    return inner


def download_movie():
    """
    模拟下载电影
    :return: None
    """
    print("电影下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print("下载完成!")


def download_music():
    """
    模拟下载音乐
    :return: None
    """
    print("歌曲下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print("下载完成!")


# time_record(download_movie) 返回一个inner,将其赋值给download_movie
inner = time_record(download_movie)
inner()  # inner()  ----→  download_movie()

# time_record(download_music) 返回一个inner,将其赋值给download_music
inner1 = time_record2(download_music)
inner1()

以上代码就是对装饰器的引入,其中 time_record 就是装饰器,download_moviedownload_music 就是被装饰的函数对象。

通过观察🕵,以上被装饰的函数对象是没有返回值,且没有参数的。问题来了,假如 download_movie 等被装饰对象是有返回值和参数,那该咋整?

不说废话🙊,继续看代码

# 定义一个装饰器
def time_record(func):
    """
    新增统计时间功能
    :param func: 使用该功能的函数对象
    :return: inner 函数对象
    """

    def inner(*args, **kwargs):
        # 统计开始
        start_time = time.time()
        # func()  ----→ download_movie();定义变量接收download_movie() 的返回值
        # 定义可变长位置参数,用于接收任意类型的位置参数,甚至无参都可
        # 同理,定义可变长关键字参数,用于接收任意类型的关键字参数,甚至是无参都行
        res = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        # 统计结束,打印统计时间
        print(f"下载时间:{end_time-start_time}")
        return res  # 将download_movie() 的返回值返回

    return inner


def download_movie(url):
    """
    模拟下载电影
    :return: None
    """
    print(f"{url}的电影下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print("下载完成!")
    return "海贼王.mp4"


def download_music(url, name):
    """
    模拟下载音乐
    :return: None
    """
    print(f"{url}中的歌曲下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print(f"{name}.mp3 下载完成!")


download_movie = time_record(download_movie)
# 接收download_movie()的返回值
res = download_movie("https://www.linuxidc.com/Linux/2019-11/161398.htm")
print(res) # 打印返回值

download_music = time_record(download_music)
download_music("https://music.163.com/", name="烟火里的尘埃")  # 传入一个位置参数和一个关键字参数

细心如你,装饰器定义好了,但是每次调用都特别麻烦,有没有一种比较便捷的调用方式呢?

当当当当!当然有,那就是装饰器的语法糖,听起来就感觉使用非常甜,咋用呢?继续看代码(由于之前代码已经实现了装饰器,这里就不重复展示了,只实现语法糖的代码

@time_record  # 这就是装饰器time_record 的语法糖
def download_movie(url):
    """
    模拟下载电影
    :return: None
    """
    print(f"{url}的电影下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print("下载完成!")
    return "海贼王.mp4"


@time_record  # 这就是装饰器time_record 的语法糖
def download_music(url, name):
    """
    模拟下载音乐
    :return: None
    """
    print(f"{url}中的歌曲下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print(f"{name}.mp3 下载完成!")


res = download_movie("https://www.linuxidc.com/Linux/2019-11/161398.htm")
print(res)
download_music("https://music.163.com/", name="烟火里的尘埃")  # 传入一个位置参数和一个关键字参数
  • 装饰器语法糖

    • 顾名思义,这个关键字只属于装饰器
    • 关键字@
    • 使用方法:@ 装饰器名称

    注意:在使用时,装饰器必须在被装饰对象之前定义

  • 装饰器终极模板

    # func 表示需要装饰的函数对象
    def wrapper(func):
        def inner(*args, **kwargs):  # 接收不固定参数
            # 调用func 之前增加的新功能
            res = func(*args, **kwargs)  # 调用被装饰对象,得到返回值
            # 调用func 之后增加的新功能
            return res  # 将返回值返回
    
        return inner
    
    
    @wrapper
    def func1():
        pass
    
    
    # 使用装饰器语法糖后,直接调用函数
    func1()

更多Python相关信息见Python 专题页面 https://www.linuxidc.com/topicnews.aspx?tid=17

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