python基础之闭包函数和装饰器

补充：全局变量声明及局部变量引用

python引用变量的顺序： 当前作用域局部变量->外层作用域变量->当前模块中的全局变量->python内置变量

global关键字用来在函数或其他局部作用域中使用全局变量，声明后可以在其他作用于中修改和使用

x=1　　　　　　#全局赋值变量
def foo():
    global x　　　　#函数内部全局声明变量x
    x=1111111　　　　#函数内部修改全局变量x
    print(x)
foo()
print(x）

global声明的变量在任何作用域都能够修改，所以一般非必要情况下要避免这种声明操作。

nonlocal关键字用来在函数或其他作用域中使用外层(非全局)变量，一般用在函数嵌套。

def f1():
    # x=2
    def f2():
        x=3
        def f3():
            nonlocal x
            x=1111
            # print('f3',x)
        f3()
        print('f2',x)
    f2()
    # print('f1',x)
f1()

如上，如果在f3的函数体内部不做nonlocal声明x，即将nonlocal x注释掉，那么函数体f2内的print将打印的结果是“f2 3”，声明后的结果为“f2 1111”。

闭包函数

闭包函数定义：

函数内部定义的函数称为内部函数，该内部函数包含对外部（上层）作用域，而不是对全局作用域名字的，那么该内部函数称为闭包函数

定义闭包函数：

定义闭包函数的基本形式
def 外部函数名():
    内部函数需要的变量
    def 内部函数():  #基本函数
        引用外部的变量
    return 内部函数 #不加括号，返回内存地址

闭包函数指的是内部函数

闭包函数包含对外部作用域的引用，而非全局作用域的引用

闭包函数的特点：自带向外的作用域，延迟计算（惰性计算，用到的时候计算）

示例：

name='alex'　　　　#全局定义的变量
def func():　　　　
    name='egon'　　#函数func调用的变量,外部作用域
    def bar():　　　　#内部函数
        print(name)　　#内部函数bar打印name的作用域除了bar函数自己本身，还有func函数内部
    return bar　　　　#调用func函数时的返回值为bar函数本身，而非bar函数执行结果，返回的是bar函数的一段内存地址
b=func()　　　　　　#b接收func函数的返回值，即bar函数的内存空间，现在的b就等于是bar
print(b)
b()　　　　　　　　#执行b即执行bar函数的print(name)打印操作，而非全局定义的name
#print(b.__closure__[0].cell_contents)  #返回作用域空间的第一个变量值
#print(b.__closure__)      #作用域空间信息
 
输出结果
<function func.<locals>.bar at 0x0000021CA66CB8C8>
egon

自带向外的作用域，即bar函数包含func函数的作用域，也包含bar本身的作用域，即bar能够调用name='egon'

作用域在函数定义的时候已经固定了，也就是说，无论在什么地方调用b()，b函数的作用域永远用的是bar函数定义时候的作用域。

装饰器基础

程序源代码的原则：对功能扩展开放，对修改源代码封闭

即可以在源代码的基础上扩展功能，而不能修改源代码（原因是，系统上线了修改源代码，改错了咋整）

装饰器就是用来进行源代码功能能扩展的一种实现方式。

装饰器本质上是任意可调用的对象，目前能够理解的就是是函数，而被装饰的对象也可以是任意可调用的对象。

装饰器功能：是在不修改被装饰对象源代码以及被装饰对象的调用方式的前提下，为其添加新功能

装饰器原则：不修改源代码，不修改调用方式，还要能够增加新功能

示例一：当调用函数index时候，随机等待0-4秒打印hello world

#原功能
import time
import random
def index():
    time.sleep(random.randrange(1,5))
    print('hello world')
index()

示例二：扩展功能统计index的执行时间，包括随机等待的时间

import time
import random
 
def index_new(func):
    def timmer():
        start_time=time.time()
        func()
        stop_time=time.time()
        print('time:%s' %(stop_time-start_time))
    return timmer
 
def index():　　　　#源代码并不改变
    time.sleep(random.randrange(1,5))
    print('hello world')
 
index=index_new(index)
index()
 
输出结果：
hello world
time:3.000032663345337

示例三：装饰器调用语法

def index_new(func):
    def timmer():
        start_time=time.time()
        func()
        stop_time=time.time()
        print('time:%s' %(stop_time-start_time))
    return timmer
#使用@符号进行调用
@index_new  #index=index_new(index)
def index():
    time.sleep(random.randrange(1,5))
    print('hello world')
 
index()

示例四：定义多个装饰器，增加多个功能模块

import time
import random
#装饰器1：计时模块
def timmer(func):
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        func()
        stop_time=time.time()
        print('run time is %s' %(stop_time-start_time))
    return wrapper
#装饰器2：认证模块
def auth(func):
    def deco():
        name=input('name: ')
        password=input('password: ')
        if name == 'egon' and password == '123':
            print('login successful')
            func() #wrapper()
        else:
            print('login err')
    return deco
 
#被装饰函数
@auth #index=auth(wrapper) #index=deco                      #index=auth(wrapper) #index=deco
@timmer #index=timmer(index) #index=wrapper
def index():
    # time.sleep(random.randrange(1,5))
    time.sleep(3)
    print('welecome to index page')
 
#并没有调用任何装饰器
def home():
    time.sleep(random.randrange(1,3))
    print('welecome to HOME page')
 
index() #deco()
home()

当要调用多个装饰器的时候，调用的顺序是，谁先执行就先调用哪一个，顺序是从上而下，但是内部计算的顺序是从下而上的

示例五：源代码需要传入参数的，以及需要返回值的

import time
import random
#装饰器
def timmer(func):
    def wrapper(*args,**kwargs):　　#*args和**kwargs能够接收任意的参数，并且可以不存在，接收后原封不动传入到func调用的函数
        start_time = time.time()
        res=func(*args,**kwargs)　　　　#返回值赋值，需要传入的函数有返回值才行
        stop_time=time.time()
        print('run time is %s' %(stop_time-start_time))
        return res　　　　#抛出返回值
    return wrapper
#被装饰函数
 
@timmer
def index():
    time.sleep(random.randrange(1,5))
    print('welecome to index page')
@timmer
def home(name):
    time.sleep(random.randrange(1,3))
    print('welecome to %s HOME page' %name)
    return 123123123123123123123123123123123123123123
 
res1=index()
print('index return %s' %res1)
res2=home('egon') #wraper()
print('home return %s' %res2)