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Python閉包與裝飾器原理及例項解析

一、閉包

閉包相當於函式中,巢狀另一個函式,並返回。程式碼如下:

def func(name): # 定義外層函式
  def inner_func(age): # 內層函式
    print('name: ',name,',age: ',age)
  return inner_func # 注意此處要返回,才能體現閉包

bb = func('jayson') # 將字串傳給func函式,返回inner_func並賦值給變數
bb(28) # 通過變數呼叫func函式,傳入引數,從而完成閉包
>>
name: jayson,age: 28

二、裝飾器

裝飾器:把函式test當成變數傳入裝飾函式deco --> 執行了裝飾操作後,變數傳回給了函式test()。比如裝飾器效果是test = test-1,test函式經過deco裝飾後,呼叫test其實執行的是 test = test-1。

1、裝飾器是利用閉包原理,區別是裝飾器在閉包中傳入的引數是函式,而不是變數。

注:其實在裝飾器中,函式即變數

def deco(func): # 傳入func函式。
  print('decoration')
  return func
def test():
  print('test_func')

test = deco(test) # 對函式進行裝飾。執行了deco函式,並將返回值賦值給test
>>
# 輸出deco的執行結果
decoration

test() # 執行裝飾後的函式
>>
test_func

2、以上程式碼等價於

def deco(func): # 傳入func函式。
  print('decoration')
  return func

@deco # 等價於上一程式碼中test = deco(test),不過上一程式碼需放在定義test之後
def test():
  print('test_func')

>>
# 輸出deco的執行結果
decoration

test() # 執行裝飾後的函式
>>
test_func

3、裝飾器(簡版)

def deco(func): # 裝飾函式傳入func
  print('decoration')
  return func

@deco # 裝飾函式。
def test():
  print('test_func') 
# 定義完函式後,會直接執行裝飾器deco(test)
>>
decoration

# 呼叫test,執行test函式
test()
>> 
test_func

3、裝飾器(升級版)

在上一個版本中,由於在定義裝飾器 + 函式時,就會執行裝飾函式裡面的語句。

為了使其在未被呼叫時候不執行,需要再巢狀一個函式,將函式進行包裹。

def deco(func): 
  print('decoration') # 此處未呼叫func函式時,會直接執行
  def wrapper(): # 名稱自定義,一般用wrapper
    print('execute') # 此處未呼叫func函式時,不會執行
    func() # 執行函式
  return wrapper # 此處返回wrapper給func,通過外部func()執行

@deco # 注意:此處不能有括號。有括號的形式是func未傳入最外層deco(),傳入deco的子函式中
def test():
  print('test_func')
>>
decoration
#呼叫test
test()
>>
execute
test_func

注意:如果func函式本身有返回值,同樣需要在包裹函式中返回

def deco(func): 
  print('decoration')
  def wrapper():
    print('execute')
    a = func() # 執行函式,並返回值
    print('done')
    return a # 將func的返回值一併返回
  return wrapper

@deco
def test():
  print('test_func')
  return 5 # 增加返回值
>>
decoration

#呼叫test
test()
>>
execute
test_func
done
 # 此處是test函式的返回值

3、裝飾器(進階版)

在包裹函式中,引數形式設定為*arg、**kwarg,會使得函式更加靈活。

當修改test函式引數形式時,不用在裝飾器中同時修改。

import time

def deco(func):
  def inner(*arg,**kwarg): # 此處傳入引數
    begin_time = time.time()
    time.sleep(2)
    a = func(*arg,**kwarg) # 呼叫函式,使用傳入的引數
    end_time = time.time()
    print('執行時間:',end_time - begin_time)
    return a
  return inner

@deco
def test(a):
  print('test function:',a)
  return a

# 呼叫函式
test(5)
>>
test function: 5
執行時間: 2.0003252029418945
 # 5是函式返回的值

4、高階版

有時候我們會發現有的裝飾器帶括號,其原因是將上述的裝飾器外面又套了一個函式

import time

def outer(): # 在原裝飾器外套一層函式,將裝飾器封裝在函式裡面。(outer自定義)
  def deco(func): # 原裝飾器,後面的程式碼一樣
    def inner(*arg,**kwarg): 
      begin_time = time.time()
      time.sleep(2)
      a = func(*arg,**kwarg) 
      end_time = time.time()
      print('執行時間:',end_time - begin_time)
      return a
    return inner
  return deco # 注意:此處需返回裝飾函式

@outer() # 此處就需要加括號,其實是呼叫了outer()函式,將test傳進其子函式
def test(a):
  print('test function:',a)
  return a

test(4)
>>
test function: 4
執行時間: 2.000566005706787
 # 返回4

5、高階終結版

帶引數的裝飾器(裝飾器加括號,帶引數)

import time

def outer(choose): # 在最外層函式中加入引數
  if choose==1: # 通過choose引數,選擇裝飾器
    def deco(func):
      def inner(*arg,**kwarg):
        print('decoration1')
        begin_time = time.time()
        time.sleep(2) # 睡眠2s
        a = func(*arg,**kwarg) 
        end_time = time.time()
        print('執行時間1:',end_time - begin_time)
        return a
      return inner
    return deco
  
  else:
    def deco(func):
      def inner(*arg,**kwarg): 
        print('decoration2')
        begin_time = time.time()
        time.sleep(5) # 睡眠5s
        a = func(*arg,**kwarg) 
        end_time = time.time()
        print('執行時間2:',end_time - begin_time)
        return a
      return inner
    return deco

@outer(1) # 由於outer中有引數,此處必須傳入引數
def test1(a):
  print('test function1:',a)
  return a

@outer(5) # 傳入另一個引數
def test2(a):
  print('test function2:',a)
  return a


# 分別呼叫2個函式(2個函式裝飾器相同,裝飾器引數不同)
test1(2) # 呼叫test1
>>
decoration1
test function1: 2
執行時間1: 2.000072717666626 # 2秒
 # test1的返回值

test2(4) # 呼叫test2
>>
decoration2
test function2: 4
執行時間2: 5.000797986984253 # 5秒
 # test2的返回值

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支援我們。