Python day 6(5) Python 函数式编程3

一：装饰器

1 函数对象有一个__name__属性，可以拿到函数的名字


>>> def now():
...     print('2015-3-25')
...
>>> f = now
>>> f()
2015-3-25


>>> now.__name__
'now'
>>> f.__name__
'now'

2  要增强now()函数的功能，比如，在函数调用前后自动打印日志，但又不希望修改now()函数的定义，这种在代码运行期间动态增加功能的方式，称之为“装饰器”（Decorator）。本质上，decorator就是一个返回函数的高阶函数。

def log(func):
    def wrapper(*args, **kw):
        print('call %s():' % func.__name__)
        return func(*args, **kw)
    return wrapper

上面的log，因为它是一个decorator，所以接受一个函数作为参数，并返回一个函数。我们要借助Python的@语法，把decorator置于函数的定义处：

@log
def now():
    print('2015-3-25')

调用now()函数，不仅会运行now()函数本身，还会在运行now()函数前打印一行日志：

>>> now()
call now():
2015-3-25

把@log放到now()函数的定义处，相当于执行了语句：

now = log(now)

由于log()是一个decorator，返回一个函数，所以，原来的now()函数仍然存在，只是现在同名的now变量指向了新的函数，于是调用now()将执行新函数，即在log()函数中返回的wrapper()函数。

wrapper()函数的参数定义是(*args, **kw)，因此，wrapper()函数可以接受任意参数的调用。在wrapper()函数内，首先打印日志，再紧接着调用原始函数。

3  若decorator本身需要传入参数，那就需要编写一个返回decorator的高阶函数，写出来会更复杂。

def log(text):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kw):
            print('%s %s():' % (text, func.__name__))
            return func(*args, **kw)
        return wrapper
    return decorator
@log('execute')
def now():
    print('2015-3-25')

执行结果如下：

>>> now()
execute now():
2015-3-25

和两层嵌套的decorator相比，3层嵌套的效果是这样的：

>>> now = log('execute')(now)

我们来剖析上面的语句，首先执行log('execute')，返回的是decorator函数，再调用返回的函数，参数是now函数，返回值最终是wrapper函数。

4   以上两种decorator的定义都没有问题，但还差最后一步。因为我们讲了函数也是对象，它有__name__等属性，但你去看经过decorator装饰之后的函数，它们的__name__已经从原来的'now'变成了'wrapper'：

>>> now.__name__
'wrapper'

因为返回的那个wrapper()函数名字就是'wrapper'，所以，需要把原始函数的__name__等属性复制到wrapper()函数中，否则，有些依赖函数签名的代码执行就会出错。

Python内置的functools.wraps可以解决这个问题。记住：

a  在定义函数前导入functools模块。import functools

b 在定义wrapper()的前面加上@functools.wraps(func)即可。

 设计一个decorator，它可作用于任何函数上，并打印该函数的执行时间

# -*- coding: utf-8 -*-
import time, functools

def metric(fn):
    @functools.wraps(fn)
    def wrapper(*args,**kw):
        start=time.time()
        answer=fn(*args,**kw)
        end=time.time()-start
        print('%s executed in %s ms' % (fn.__name__, end))
        return answer
    return wrapper
# 测试
@metric
def fast(x, y):
    time.sleep(0.0012)
    return x + y;

@metric
def slow(x, y, z):
    time.sleep(0.1234)
    return x * y * z;

f = fast(11, 22)
s = slow(11, 22, 33)
if f != 33:
    print('测试失败!')
elif s != 7986:
    print('测试失败!')
 

二：偏函数（functools模块中其中一个功能）

1 在介绍函数参数的时候，通过设定参数的默认值，可以降低函数调用的难度。而偏函数也可以做到这一点。

2 int()函数可以把字符串转换为整数，当仅传入字符串时，int()函数默认按十进制转换：

>>> int('12345')
12345

但int()函数还提供额外的base参数，默认值为10。如果传入base参数，就可以做N进制的转换：

>>> int('12345', base=8)
5349   #把字符串当做8进制，返回相对应的十进制。
>>> int('12345', 16)
74565  #把字符串当做16进制，返回相对应的十进制。

>>> import functools
>>> int2 = functools.partial(int, base=2)
>>> int2('1000000')
64
>>> int2('1010101')
85

简单总结functools.partial的作用就是，把一个函数的某些参数给固定住（也就是设置默认值），返回一个新的函数，调用这个新函数会更简单。
当函数的参数个数太多，需要简化时，使用functools.partial可以创建一个新的函数，这个新函数可以固定住原函数的部分参数，从而在调用时更简单。