Python—闭包和装饰器

闭包

定义：内部函数对外部函数变量的引用，则将该函数与用到的变量称为闭包。

闭包必须满足以下三个条件：

• 必须有一个内嵌函数。
• 内嵌函数必须引用外部函数中的变量。
• 外部函数返回值必须是内嵌函数的引用。

def func(num):
    def func_in(m):
        print num, m     # 结果：10  3
        new_num = num ** m
        return new_num
    return func_in

if __name__ == '__main__':
    ret = func(10)
    res = ret(3)
    print res      # 结果：1000

说明：func_in指向func_in()函数，return func_in 将函数的引用返回，用ret接收了这个返回值，ret就指向了func_in所指向的函数体，即func_in()函数。最后调用执行ret所指的函数。这就是闭包的整个过程，func_in()函数以及该函数内用到的变量num就称为闭包。简单说就是如果一个内嵌函数访问了外部嵌套函数作用域内的变量，则这个内嵌函数和用到的变量就称为闭包。将内嵌函数的语句和这些语句的执行环境打包在一起后，得到的函数对象称为闭包。

装饰器

装饰器是闭包的一种使用场景，在定义装饰器时需要传入一个函数对象，在此函数执行之前或者之后都可以追加其它的操作。

装饰器本质上是一个返回函数的高阶函数，装饰器接收要增强的函数，然后在装饰器内部进行功能增强。让函数在不需要做任何代码变动的前提下增加额外功能，装饰器的返回值也是一个函数对象。

使用场景：性能测试，插入日志，事务管理，权限校验...。就好比是一个切面，也就是我们之后学习中会提到的叫面向切面编程(aop)。

开放封闭原则：开放表现在不改动源码(破坏原本业务逻辑)的同时扩展新的功能。封闭表现在不允许随意去修改源代码。

def outer(fun):
    def inner():
        print "功能开始前记录日志"
        fun()
        print "功能结束后记录日志"
    return inner

def work():
    print "hello world"

work = outer(work)
work()      # 结果打印三行，分别是：功能开始前记录日志   hello world   功能结束后记录日志

无参无返回值的装饰器，示例如下

def outer(fun):
    def inner():
        print "功能开始前记录日志"
        fun()
        print "功能结束后记录日志"
    return inner

@outer      # @outer 的效果等同于 work = outer(work)，此时work变量指向inner()函数，work()即调用inner()函数。
def work():
    print "hello world"

work()      # 结果打印三行，分别是：功能开始前记录日志   hello world   功能结束后记录日志

无参有返回值的装饰器，示例如下

def make_one(fun):
    def wrapper():
        return "===" + fun() + "==="
    return wrapper

def make_two(fun):
    def inner():
        return "---" + fun() + "---"
    return inner

@make_one
@make_two
def work():
    return "hello world"

print work()      # 结果：===---hello world---===
# 首先执行装饰器make_two，即work = make_two(work)。这时work变量指向inner()函数。inner()函数里面的fun()函数指向work()函数。
# 然后执行装饰器make_one，即work = make_one(work)。这时work变量指向wrapper()函数。wrapper()函数里面的fun()函数指向inner()函数。
# 最后执行work()的时候，先执行wrapper()函数，运行里面的fun()函数时候，即执行inner()函数，返回"---hello world---"。

有参有返回值的装饰器，示例如下

def make_one(fun):
    def wrapper(name, age, sex):
        fun(name, age, sex)
        return "有参有返回值的装饰器，返回值啦"
    return wrapper

@make_one
def work(name, age, sex):
    print "我叫：%s，年龄：%s，性别：%s" % (name,age,sex)

print work("小刘",27,"男")
# 运行结果：
# 我叫：小刘，年龄：27，性别：男
# 有参有返回值的装饰器，返回值啦

通用装饰器，示例如下

# 无参数的装饰器
def make_one(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print args, kwargs
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@make_one
def work():
    print "Hello world"

work()
# 输出结果：
# ()  {}
# Hello world

# 有参数的装饰器
def make_one(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print args, kwargs
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@make_one
def work(name, age, sex):
    print "我叫：%s，年龄：%s，性别：%s" % (name,age,sex)

work("小刘", 27, "男")
# 输出结果：
# ('\xe5\xb0\x8f\xe5\x88\x98', 27, '\xe7\x94\xb7') {}
# 我叫：小刘，年龄：27，性别：男

# 有参数有返回值的装饰器
def make_one(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print args, kwargs
        res = func(*args, **kwargs)
        return res  # work函数的返回值
    return wrapper

@make_one
def work(name, age, sex):
    return "我叫：%s，年龄：%s，性别：%s" % (name,age,sex)

res = work("小刘", 27, "男")   # 这里work变量指向wrapper()函数，func变量指向被装饰的真正的work()函数。
print res
# 运行结果：
# ('\xe5\xb0\x8f\xe5\x88\x98', 27, '\xe7\x94\xb7')  {}
# 我叫：小刘，年龄：27，性别：男

附加：当我们定义一个函数的时候，其实也可以理解为我们定义了一个函数变量，我们可以将其作为值赋值给一个变量，或者当作一个方法参数传递。Python中函数也是一个对象，并且可以被直接赋值给变量，就可以通过该变量调用该函数。

参考：https://www.toutiao.com/i6700739314055119367/?tt_from=weixin&utm_campaign=client_share&wxshare_count=1&timestamp=1570675241&app=news_article&utm_source=weixin&utm_medium=toutiao_android&req_id=201910101040410100140470382201FC1A&group_id=6700739314055119367