闭包和装饰器

闭包

函数的引用

def fun():
    print("---in fun---")

#把函数的引用给ret变量,即ret指向了这个对象
>>> ret = fun
>>> ret
<function fun at 0x0242C6F0>
>>> fun
<function fun at 0x0242C6F0>
#通过引用调用函数
>>> ret()
---in fun---

什么是闭包

#定义一个函数
def test(number):

    #在函数内部再定义一个函数，并且这个函数用到了外边函数的变量，那么将这个函数以及用到的一些变量称之为闭包
    def test_in(number_in):
        print("in test_in 函数, number_in is %d"%number_in)
        return number+number_in
    #返回内部函数的引用
    return test_in


#给test函数赋值，这个20就是给参数number
ret = test(20)

#注意这里的100其实给参数number_in
print(ret(100))

#注意这里的200其实给参数number_in
print(ret(200))

运行结果

in test_in 函数, number_in is 100
120

in test_in 函数, number_in is 200
220

nonlocal

global适用于函数内部修改全局变量的值
nonlocal适用于嵌套函数中内部函数修改外部变量的值
如果没有使用以上关键字，对全局变量或者外部变量进行修改，python会默认将全局变量隐藏起来

def counter(start=0):
    def incr():
        # 引用外部变量，不加关键字nonlocal会重新隐藏外部变量的值
        nonlocal start
        start += 1
        return start
    return incr
    
c1 = counter(5)
print(c1())
print(c1())

结果：
6,7

闭包的作用

def line_conf(a, b):
    def line(x):
        return a*x + b
    return line
#绘制不同的直线
line1 = line_conf(1, 1)
line2 = line_conf(4, 5)
print(line1(5))
print(line2(5))

函数line与变量a,b构成闭包。在创建闭包的时候，我们通过line_conf的参数a,b说明了这两个变量的取值，这样，我们就确定了函数的最终形式(y = x + 1和y = 4x + 5)。我们只需要变换参数a,b，就可以获得不同的直线表达函数。由此，我们可以看到，闭包也具有提高代码可复用性的作用

闭包思考：

1. 闭包似优化了变量，原来需要类对象完成的工作，闭包也可以完成
2. 由于闭包引用了外部函数的局部变量，则外部函数的局部变量没有及时释放，消耗内存

---

装饰器

def verify(func):
    def inner():
        # 验证1
        # 验证2
        # 验证3
        func()
    return inner

@verify
def f1():
    print('f1')

python解释器就会从上到下解释代码，步骤如下
1. def w1(func): ==>将w1函数加载到内存
2. @w1:
-执行w1函数 ，并将 @w1 下面的函数作为w1函数的参数，即：@w1 等价于 w1(f1)
-将执行完的w1函数返回值 赋值 给@w1下面的函数的函数名f1 即将w1的返回值再重新赋值给 f1

装饰器(decorator)功能

-引入日志
-函数执行时间统计
-执行函数前预备处理
-执行函数后清理功能
-权限校验等场景
-缓存

装饰器示例

例1:无参数的函数

from time import ctime, sleep

def timefun(func):
    def wrappedfunc():
        print("%s called at %s"%(func.__name__, ctime()))
        func()
    return wrappedfunc

@timefun
def foo():
    print("I am foo")

foo()
sleep(2)
foo()

上面代码理解装饰器执行行为可理解成:
foo = timefun(foo)
foo先作为参数赋值给func后,foo接收指向timefun返回的wrappedfunc

foo()
调用foo(),即等价调用wrappedfunc()
内部函数wrappedfunc被引用，所以外部函数的func变量(自由变量)并没有释放
func里保存的是原foo函数对象

例2:被装饰的函数有参数

from time import ctime, sleep

def timefun(func):
    def wrappedfunc(a, b):
        print("%s called at %s"%(func.__name__, ctime()))
        print(a, b)
        func(a, b)
    return wrappedfunc

@timefun
def foo(a, b):
    print(a+b)

foo(3,5)
sleep(2)
foo(2,4)

例3:被装饰的函数有不定长参数

from time import ctime, sleep

def timefun(func):
    def wrappedfunc(*args, **kwargs):
        print("%s called at %s"%(func.__name__, ctime()))
        func(*args, **kwargs)
    return wrappedfunc

@timefun
def foo(a, b, c):
    print(a+b+c)

foo(3,5,7)
sleep(2)
foo(2,4,9)

例4:装饰器中的return

from time import ctime, sleep

def timefun(func):
    def wrappedfunc():
        print("%s called at %s"%(func.__name__, ctime()))
        # 虽然原函数有返回值，但在这里，没有return，所以返回值为None
        func()
    return wrappedfunc

@timefun
def foo():
    print("I am foo")

@timefun
def getInfo():
    return '----hahah---'

foo()
sleep(2)
print(getInfo()) #先执行函数，再打印返回值

执行结果

foo called at Fri Nov  4 21:55:35 2016
I am foo

getInfo called at Fri Nov  4 21:55:37 2016
None

总结：

一般情况下为了让装饰器更通用，可以加return

例5:装饰器带参数,在原有装饰器的基础上，设置外部变量

from time import ctime, sleep

def timefun_arg(pre="hello"):
    def timefun(func):
        def wrappedfunc():
            print("%s called at %s %s"%(func.__name__, ctime(), pre))
            return func()
        return wrappedfunc
    return timefun

@timefun_arg("itcast")
def f1():
    print("I am f1")

@timefun_arg("python")
def f2():
    print("I am f2")

f1()
sleep(2)
f2()

例6：类装饰器

装饰器函数其实是这样一个接口约束，它必须接受一个callable对象作为参数，然后返回一个callable对象。在Python中一般callable对象都是函数，但也有例外。只要某个对象重写了 call() 方法，那么这个对象就是callable的。

class Test():
    def __call__(self):
        print('call me!')

t = Test()
t()  # call me

类装饰器demo

class Test(object):
    def __init__(self, func):
        print("---初始化---")
        print("func name is %s"%func.__name__)
        self.__func = func
    def __call__(self):
        print("---装饰器中的功能---")
        self.__func()

@Test
def test():
    print("----test---")
test()
#说明：
#1. 当用Test来装作装饰器对test函数进行装饰的时候，首先会创建Test的实例对象
#    并且会把test这个函数名当做参数传递到__init__方法中
#    即在__init__方法中的func变量指向了test函数体
#
#2. test函数相当于指向了用Test创建出来的实例对象
#
#3. 当在使用test()进行调用时，就相当于让这个对象()，因此会调用这个对象的__call__方法
#
#4. 为了能够在__call__方法中调用原来test指向的函数体，所以在__init__方法中就需要一个实例属性来保存这个函数体的引用
#    所以才有了self.__func = func这句代码，从而在调用__call__方法中能够调用到test之前的函数体

运行结果如下：

---初始化---
func name is test
---装饰器中的功能---
----test---