函数进阶 && 装饰器

一、命名空间和作用域

命名空间一共分为三种：

　　全局命名空间

　　局部命名空间

　　内置命名空间

*内置命名空间中存放了python解释器为我们提供的名字：input,print,str,list,tuple...它们都是我们熟悉的，拿过来就可以用的方法。

三种命名空间之间的加载与取值顺序：

加载顺序：内置命名空间(程序运行前加载)->全局命名空间(程序运行中：从上到下加载)->局部命名空间(程序运行中：调用时才加载)

取值顺序：

　　在局部调用：局部命名空间->全局命名空间->内置命名空间

　　在全局调用：全局命名空间->内置命名空间

综上所述，在找寻变量时，从小范围，一层一层到大范围去找寻。

作用域

作用域就是作用范围，按照生效范围可以分为全局作用域和局部作用域。

全局作用域：包含内置名称空间、全局名称空间，在整个文件的任意位置都能被引用、全局有效

局部作用域：局部名称空间，只能在局部范围内生效

globals和locals方法

print(globals())
print(locals())


def func():
    a = 12
    b = 20
    print(locals())
    print(globals())

func()

global关键字，nonlocal关键字。

global：

　　1，声明一个全局变量。

　　2，在局部作用域想要对全局作用域的全局变量进行修改时，需要用到 global(限于字符串，数字)

def func():
    global a
    a = 3
func()
print(a)


count = 1
def search():
    global count
    count = 2
search()
print(count)

global关键字举例

ps：对可变数据类型（list，dict，set）可以直接引用不用通过global。

li = [1,2,3]
dic = {'a':'b'}

def change():
    li.append('a')
    dic['q'] = 'g'
    print(dic)
    print(li)
change()
print(li)
print(dic)

对于可变数据类型的应用举例

nonlocal:

　　1，不能修改全局变量。

　　2，在局部作用域中，对父级作用域（或者更外层作用域非全局作用域）的变量进行引用和修改，并且引用的哪层，从那层及以下此变量全部发生改变。

def add_b():
    b = 42
    def do_global():
        b = 10
        print(b)
        def dd_nonlocal():
            nonlocal b
            b = b + 20
            print(b)
        dd_nonlocal()
        print(b)
    do_global()
    print(b)
add_b()

nonlocal关键字举例

二、函数的嵌套和作用域链

函数的嵌套掉用

def max2(x,y):
    m  = x if x>y else y
    return m

def max4(a,b,c,d):
    res1 = max2(a,b)
    res2 = max2(res1,c)
    res3 = max2(res2,d)
    return res3

# max4(23,-7,31,11)

函数的嵌套调用

函数的嵌套调用

函数的嵌套定义

def f1():
    print("in f1")
    def f2():
        print("in f2")

    f2()
f1()
###########
def f1():
    def f2():
        def f3():
            print("in f3")
        print("in f2")
        f3()
    print("in f1")
    f2()
    
f1()

函数的嵌套定义

函数的作用域链：小范围作用域可以使用大范围的变量，但是反之不行，他是单向的

def f1():
    a = 1
    def f2():
        def f3():
            print(a)
        f3()
    f2()

f1()
################
def f1():
    a = 1
    def f2():
        a = 2
    f2()
    print('a in f1 : ',a)

f1()

作用域链应用举例

三、函数名的本质

函数名本质上就是函数的内存地址

1、可以被引用

def func():
    print('in func')

f = func
print(f)

2、可以被当作容器类型的元素

def f1():
    print('f1')


def f2():
    print('f2')


def f3():
    print('f3')

l = [f1,f2,f3]
d = {'f1':f1,'f2':f2,'f3':f3}
#调用
l[0]()
d['f2']()

可以当做容器类型的元素

3、可以当做函数的参数和返回值

def f1():
    print('f1')

def func1(argv):
    argv()
    return argv

f = func1(f1)
f()

可以当做函数的参数和返回值

第一类对象（first-class object）指
1.可在运行期创建
2.可用作函数参数或返回值
3.可存入变量的实体。

四、闭包

def func():
    name = 'LDoctor'
    def inner():
        print(name)

闭包函数：

内部函数包含对外部作用域而非全剧作用域变量的引用，该内部函数称为闭包函数
#函数内部定义的函数称为内部函数

由于有了作用域的关系，我们就不能拿到函数内部的变量和函数了。如果我们就是想拿怎么办呢？返回呀！

我们都知道函数内的变量我们要想在函数外部用，可以直接返回这个变量，那么如果我们想在函数外部调用函数内部的函数呢？

是不是直接就把这个函数的名字返回就好了？

这才是闭包函数最常用的用法

def func():
    name = 'eva'
    def inner():
        print(name)
    return inner

f = func()
f()

判断闭包函数的方法__closure__

#输出的__closure__有cell元素 ：是闭包函数
def func():
    name = 'eva'
    def inner():
        print(name)
    print(inner.__closure__)
    return inner

f = func()
f()

#输出的__closure__为None ：不是闭包函数
name = 'egon'
def func2():
    def inner():
        print(name)
    print(inner.__closure__)
    return inner

f2 = func2()
f2()

def wrapper():
    money = 1000
    def func():
        name = 'eva'
        def inner():
            print(name,money)
        return inner
    return func

f = wrapper()
i = f()
i()

闭包嵌套

from urllib.request import urlopen

def index():
    url = "http://www.xiaohua100.cn/index.html"
    def get():
        return urlopen(url).read()
    return get

xiaohua = index()
content = xiaohua()
print(content)

闭包函数获取网络应用

五、装饰器

装饰器本质上就是一个python函数，他可以让其他函数在不需要做任何代码变动的前提下，增加额外的功能，装饰器的返回值也是一个函数对象。

装饰器的应用场景：比如插入日志，性能测试，事务处理，缓存等等场景。

import time

def func1():
    print('in func1')

def timer(func):
    def inner():
        start = time.time()
        func()
        print(time.time() - start)
    return inner

func1 = timer(func1)
func1()

装饰器---简单版

但是如果有多个函数，我都想让你测试他们的执行时间，你每次是不是都得func1 = timer(func1)?这样还是有点麻烦，因为这些函数的函数名可能是不相同，有func1，func2,graph,等等，所以更简单的方法，python给你提供了，那就是语法糖。

import time
def timer(func):
    def inner():
        start = time.time()
        func()
        print(time.time() - start)
    return inner

@timer   #==> func1 = timer(func1)
def func1():
    print('in func1')


func1()

装饰器---语法糖

def timer(func):
    def inner(a):
        start = time.time()
        func(a)
        print(time.time() - start)
    return inner

@timer
def func1(a):
    print(a)

func1(1)



装饰器---带参数的装饰器

import time
def timer(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        start = time.time()
        re = func(*args,**kwargs)
        print(time.time() - start)
        return re
    return inner

@timer   #==> func1 = timer(func1)
def func1(a,b):
    print('in func1')

@timer   #==> func2 = timer(func2)
def func2(a):
    print('in func2 and get a:%s'%(a))
    return 'fun2 over'

func1('aaaaaa','bbbbbb')
print(func2('aaaaaa'))

装饰器---hold住所有参数的装饰器

 5-1 开放封闭原则

1.对扩展是开放的

　　　　为什么要对扩展开放呢？

　　　　我们说，任何一个程序，不可能在设计之初就已经想好了所有的功能并且未来不做任何更新和修改。所以我们必须允许代码扩展、添加新功能。

　　2.对修改是封闭的

　　　　为什么要对修改封闭呢？

　　　　就像我们刚刚提到的，因为我们写的一个函数，很有可能已经交付给其他人使用了，如果这个时候我们对其进行了修改，很有可能影响其他已经在使用该函数的用户。

装饰器完美的遵循了这个开放封闭原则。

 5-2  装饰器的主要功能和固定结构

def timer(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        '''执行函数之前要做的'''
        re = func(*args,**kwargs)
        '''执行函数之后要做的'''
        return re
    return inner

装饰器的固定格式

from functools import wraps

def deco(func):
    @wraps(func) #加在最内层函数正上方
    def wrapper(*args,**kwargs):
        return func(*args,**kwargs)
    return wrapper

装饰器的固定格式--wraps版

 5-3 、带参数的装饰器

def outer(flag):
    def timer(func):
        def inner(*args,**kwargs):
            if flag:
                print('''执行函数之前要做的''')
            re = func(*args,**kwargs)
            if flag:
                print('''执行函数之后要做的''')
            return re
        return inner
    return timer

@outer(False)
def func():
    print(111)

func()

带参数的装饰器

 5-3 、多个装饰器装饰一个函数

def outer(flag):
    def timer(func):
        def inner(*args,**kwargs):
            if flag:
                print('''执行函数之前要做的''')
            re = func(*args,**kwargs)
            if flag:
                print('''执行函数之后要做的''')
            return re
        return inner
    return timer

@outer(False)
def func():
    print(111)

func()
复制代码
 

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多个装饰器装饰同一个函数

有些时候，我们也会用到多个装饰器装饰同一个函数的情况。


复制代码
def wrapper1(func):
    def inner():
        print('wrapper1 ,before func')
        func()
        print('wrapper1 ,after func')
    return inner

def wrapper2(func):
    def inner():
        print('wrapper2 ,before func')
        func()
        print('wrapper2 ,after func')
    return inner

@wrapper2
@wrapper1
def f():
    print('in f')

f()

多个装饰器装饰一个函数

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　---写完手工，是时候练练歌，撩个妹子了，发现大学的妹子都喜欢男生唱歌，天生五音不全的我该何去何从，这个行业，职业女性太可怕，不能触及，其他的女神有搞不到，所以，我也要装饰一下，撩妹从大学妹子抓起，哈哈。  （意淫完毕）