（2）函式之物件、巢狀、名稱空間與作用域、閉包函式、裝飾器
阿新 • • 發佈：2020-08-03
一、函式物件
1，函式是第一類物件，即函式可以當做資料傳遞
# 1，可以被引用 # 2，可以當作引數傳遞 # 3，返回值可以是函式 # 3，可以當作容器型別的元素
2，利用該特性，優雅的取代多分支的 if
def foo(): print('foo') def bar(): print('bar') dic={ 'foo':foo, 'bar':bar, } while True: choice = input('>>: ').strip() if choice in dic: dic[choice]()
二、函式巢狀
1，函式的巢狀呼叫
def max(x,y): return x if x > y else y def max4(a,b,c,d): res1 = max(a,b) res2 = max(res1,c) res3 = max(res2,d) return res3 print(max4(1,2,3,4))
2，函式的巢狀定義
def f1(): def f2(): def f3(): print('from f3') f3() f2() f1() f3()# 報錯，為何？看下一節
三、名稱空間與作用域
1，什麼是名稱空間？
名稱空間是存放名字的地方（之前遺留的問題 x = 1，1存放於記憶體中，那名字 x 存放在哪裡了？名稱空間正是存放名字 x 與 1 繫結關係的地方）。
2，名稱空間的載入順序
python test.py # 1，python直譯器先啟動，因而首先載入的是：內建名稱空間 # 2，執行test.py檔案，然後以檔案為基礎，載入全域性名稱空間 # 3，在執行檔案的過程中如果呼叫函式，則臨時產生區域性名稱空間
3，名字的查詢順序
區域性名稱空間--->全域性名稱空間--->內建名稱空間 # 需要注意的是：在全域性無法檢視區域性的，在區域性可以檢視全域性的，如下示例：# max=1 def f1(): # max=2 def f2(): # max=3 print(max) f2() f1() print(max)
4，作用域
# 1，作用域即範圍 - 全域性範圍（內建名稱空間與全域性名稱空間屬於該範圍）：全域性存活，全域性有效 - 區域性範圍（區域性名稱空間屬於該範圍）：臨時存活，區域性有效 # 2，作用域關係是在函式定義階段就已經固定的，與函式的呼叫位置無關，如下： x=1 def f1(): def f2(): print(x) return f2 x=100 def f3(func): x=2 func() x=10000 f3(f1()) # 3，檢視作用域：globals(),locals() LEGB 代表名字查詢順序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__ locals 是函式內的名字空間，包括區域性變數和形參 enclosing 外部巢狀函式的名字空間（閉包中常見） globals 全域性變數，函式定義所在模組的名字空間 builtins 內建模組的名字空間
四、閉包函式
1，什麼是閉包？
# 內部函式包含對外部作用域而非全域性作用域的引用 # 提示：之前我們都是通過引數將外部的值傳給函式，閉包提供了另外一種思路，包起來嘍，包起呦，包起來哇。 def counter(): n=0 def incr(): nonlocal n x=n n+=1 return x return incr c=counter() print(c()) print(c()) print(c()) print(c.__closure__[0].cell_contents) # 檢視閉包的元素
2，閉包的意義與應用
# 閉包的意義：返回的函式物件，不僅僅是一個函式物件，在該函式外還包裹了一層作用域，這使得，該函式無論在何處呼叫，優先使用自己外層包裹的作用域。 # 應用領域：延遲計算（原來我們是傳參，現在我們是包起來） from urllib.request import urlopen def index(url): def get(): return urlopen(url).read() return get baidu = index('http://www.baidu.com') print(baidu().decode('utf-8'))
五、裝飾器
裝飾器就是閉包函式的一種應用場景。
1，為什麼要用裝飾器？
因為開放封閉原則：對修改封閉，對擴充套件開放
2，什麼是裝飾器？
# 裝飾他人的器具，本身可以是任意可呼叫物件，被裝飾者也可以是任意可呼叫物件。 # 強調裝飾器的原則： # 1)不修改被裝飾物件的原始碼。 # 2)不修改被裝飾物件的呼叫方式。 # 裝飾器的目標：在遵循1)和2)的前提下，為被裝飾物件新增上新功能
3，裝飾器的使用
import time def timmer(func): def wrapper(*args,**kwargs): start_time = time.time() res = func(*args,**kwargs) stop_time = time.time() print('run time is %s' % (stop_time-start_time)) return res return wrapper @timmer def foo(): time.sleep(3) print('from foo') foo() # from foo # run time is 3.0001039505004883無參裝飾器
def auth(driver='file'): def auth2(func): def wrapper(*args,**kwargs): name = input("user: ") pwd = input("pwd: ") if driver == 'file': if name == 'zixi' and pwd == '123': print('login successful') res = func(*args,**kwargs) return res elif driver == 'ldap': print('ldap') return wrapper return auth2 @auth(driver='file') def foo(name): print(name) foo('zixi') """ user: zixi pwd: 123 login successful zixi """有參裝飾器
4，裝飾器語法
被裝飾函式的正上方，單獨一行 @deco1 @deco2 @deco3 def foo(): pass foo = deco1(deco2(deco3(foo)))
5，裝飾器補充：wraps
from functools import wraps def deco(func): @wraps(func) # 加在最內層函式正上方 def wrapper(*args,**kwargs): return func(*args,**kwargs) return wrapper @deco def index(): """哈哈哈""" print('from index') print(index.__doc__) # 列印註釋
6，疊加多個裝飾器
# 疊加多個裝飾器 # 1，載入順序(outter函式的呼叫順序):自下而上 # 2，執行順序(wrapper函式的執行順序):自上而下
def outter1(func1): # func1=wrapper2的記憶體地址 print('載入了outter1') def wrapper1(*args,**kwargs): print('執行了wrapper1') res1 = func1(*args,**kwargs) return res1 return wrapper1 def outter2(func2): # func2=wrapper3的記憶體地址 print('載入了outter2') def wrapper2(*args,**kwargs): print('執行了wrapper2') res2 = func2(*args,**kwargs) return res2 return wrapper2 def outter3(func3): # func3=最原始的那個index的記憶體地址 print('載入了outter3') def wrapper3(*args,**kwargs): print('執行了wrapper3') res3 = func3(*args,**kwargs) return res3 return wrapper3 @outter1 # outter1(wrapper2的記憶體地址)======>index=wrapper1的記憶體地址 @outter2 # outter2(wrapper3的記憶體地址)======>wrapper2的記憶體地址 @outter3 # outter3(最原始的那個index的記憶體地址)===>wrapper3的記憶體地址 def index(): print('from index') print('======================================================') index()
六、練習
1，編寫函式，（函式執行的時間是隨機的）
2，編寫裝飾器，為函式加上統計時間的功能
3，編寫裝飾器，為函式加上認證的功能
4，編寫裝飾器，為多個函式加上認證的功能（使用者的賬號密碼來源於檔案），要求登入成功一次，後續的函式都無需再輸入使用者名稱和密碼。
注意：從檔案中讀出字串形式的字典，可以用eval('{"name":"egon","password":"123"}')轉成字典格式。
5，編寫裝飾器，為多個函式加上認證功能，要求登入成功一次，在超時時間內無需重複登入，超過了超時時間，則必須重新登入。
6，編寫下載網頁內容的函式，要求功能是：使用者傳入一個url，函式返回下載頁面的結果
7，為題目五編寫裝飾器，實現快取網頁內容的功能：
具體：實現下載的頁面存放於檔案中，如果檔案內有值（檔案大小不為0），就優先從檔案中讀取網頁內容，否則，就去下載，然後存到檔案中。
擴充套件功能：使用者可以選擇快取介質/快取引擎，針對不同的url，快取到不同的檔案中
8，還記得我們用函式物件的概念，製作一個函式字典的操作嗎，來來來，我們有更高大上的做法，在檔案開頭宣告一個空字典，然後在每個函式前加上裝飾器，完成自動新增到字典的操作
9，編寫日誌裝飾器，實現功能如：一旦函式f1執行，則將訊息2017-07-21 11:12:11 f1 run寫入到日誌檔案中，日誌檔案路徑可以指定。
注意：時間格式的獲取
import time
time.strftime('%Y-%m-%d %X')
#題目一:略 #題目二:略 #題目三:略 #題目四： db='db.txt' login_status={'user':None,'status':False} def auth(auth_type='file'): def auth2(func): def wrapper(*args,**kwargs): if login_status['user'] and login_status['status']: return func(*args,**kwargs) if auth_type == 'file': with open(db,encoding='utf-8') as f: dic=eval(f.read()) name=input('username: ').strip() password=input('password: ').strip() if name in dic and password == dic[name]: login_status['user']=name login_status['status']=True res=func(*args,**kwargs) return res else: print('username or password error') elif auth_type == 'sql': pass else: pass return wrapper return auth2 @auth() def index(): print('index') @auth(auth_type='file') def home(name): print('welcome %s to home' %name) # index() # home('egon') #題目五 import time,random user={'user':None,'login_time':None,'timeout':0.000003,} def timmer(func): def wrapper(*args,**kwargs): s1=time.time() res=func(*args,**kwargs) s2=time.time() print('%s' %(s2-s1)) return res return wrapper def auth(func): def wrapper(*args,**kwargs): if user['user']: timeout=time.time()-user['login_time'] if timeout < user['timeout']: return func(*args,**kwargs) name=input('name>>: ').strip() password=input('password>>: ').strip() if name == 'egon' and password == '123': user['user']=name user['login_time']=time.time() res=func(*args,**kwargs) return res return wrapper @auth def index(): time.sleep(random.randrange(3)) print('welcome to index') @auth def home(name): time.sleep(random.randrange(3)) print('welcome %s to home ' %name) index() home('egon') #題目六:略 #題目七：簡單版本 import requests import os cache_file='cache.txt' def make_cache(func): def wrapper(*args,**kwargs): if not os.path.exists(cache_file): with open(cache_file,'w'):pass if os.path.getsize(cache_file): with open(cache_file,'r',encoding='utf-8') as f: res=f.read() else: res=func(*args,**kwargs) with open(cache_file,'w',encoding='utf-8') as f: f.write(res) return res return wrapper @make_cache def get(url): return requests.get(url).text # res=get('https://www.python.org') # print(res) #題目七:擴充套件版本 import requests,os,hashlib engine_settings={ 'file':{'dirname':'./db'}, 'mysql':{ 'host':'127.0.0.1', 'port':3306, 'user':'root', 'password':'123'}, 'redis':{ 'host':'127.0.0.1', 'port':6379, 'user':'root', 'password':'123'}, } def make_cache(engine='file'): if engine not in engine_settings: raise TypeError('egine not valid') def deco(func): def wrapper(url): if engine == 'file': m=hashlib.md5(url.encode('utf-8')) cache_filename=m.hexdigest() cache_filepath=r'%s/%s' %(engine_settings['file']['dirname'],cache_filename) if os.path.exists(cache_filepath) and os.path.getsize(cache_filepath): return open(cache_filepath,encoding='utf-8').read() res=func(url) with open(cache_filepath,'w',encoding='utf-8') as f: f.write(res) return res elif engine == 'mysql': pass elif engine == 'redis': pass else: pass return wrapper return deco @make_cache(engine='file') def get(url): return requests.get(url).text # print(get('https://www.python.org')) print(get('https://www.baidu.com')) #題目八 route_dic={} def make_route(name): def deco(func): route_dic[name]=func return deco @make_route('select') def func1(): print('select') @make_route('insert') def func2(): print('insert') @make_route('update') def func3(): print('update') @make_route('delete') def func4(): print('delete') print(route_dic) #題目九 import time import os def logger(logfile): def deco(func): if not os.path.exists(logfile): with open(logfile,'w'):pass def wrapper(*args,**kwargs): res=func(*args,**kwargs) with open(logfile,'a',encoding='utf-8') as f: f.write('%s %s run\n' %(time.strftime('%Y-%m-%d %X'),func.__name__)) return res return wrapper return deco @logger(logfile='aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa.log') def index(): print('index') index()result