函数（二）--函数对象、函数嵌套、名称空间与作用域、装饰器

一 、函数对象

1.、函数是第一类对象，即函数可以当作数据传递

#1 可以被引用
#2 可以当作参数传递
#3 返回值可以是函数
#3 可以当作容器类型的元素

2、利用该特性，优雅的取代多分支的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 、函数嵌套

1、函数的嵌套调用

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、函数的嵌套定义

def f1():
    def f2():
        def f3():
            print('from f3')
        f3()
    f2()

f1()
f3() #报错，为何？请看下一小节

三、 名称空间与作用域

1、名称空间

#名称空间：存放名字的地方，三种名称空间，（之前遗留的问题x=1，1存放于内存中，那名字x存放在哪里呢？名称空间正是存放名字x与1绑定关系的地方）

2、 名称空间的加载顺序

python test.py
#1、python解释器先启动，因而首先加载的是：内置名称空间
#2、执行test.py文件，然后以文件为基础，加载全局名称空间
#3、在执行文件的过程中如果调用函数，则临时产生局部名称空间

3、 名字的查找顺序

局部名称空间--->全局名称空间--->内置名称空间

#需要注意的是：在全局无法查看局部的，在局部可以查看全局的，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、作用域即范围
  - 全局范围（内置名称空间与全局名称空间属于该范围）：全局存活，全局有效
　 - 局部范围（局部名称空间属于该范围）：临时存活，局部有效
#2、作用域关系是在函数定义阶段就已经固定的，与函数的调用位置无关，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、查看作用域：globals(),locals()


LEGB 代表名字查找顺序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__
locals 是函数内的名字空间，包括局部变量和形参
enclosing 外部嵌套函数的名字空间（闭包中常见）
globals 全局变量，函数定义所在模块的名字空间
builtins 内置模块的名字空间

5、global与nonlocal关键字

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

例1:

def outside():
　　var = 5
　　def inside():
　　　　var = 3
　　　　print(var)

　　inside()
outside()

例2:

def outside():
　　var = 5
　　def inside():
　　　　print(var)  inside函数改变了var所以python将var隐藏了起来，这里的print找不到var因而报错。
　　　　var = 3

　　inside()
outside()

例1不会显示报错，但是例2会

四、 闭包函数

1、闭包

#内部函数包含对外部作用域而非全局作用域的引用

#提示：之前我们都是通过参数将外部的值传给函数，闭包提供了另外一种思路，包起来喽，包起呦，包起来哇

        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) #查看闭包的元素

2、闭包的意义与应用

#闭包的意义：返回的函数对象，不仅仅是一个函数对象，在该函数外还包裹了一层作用域，这使得，该函数无论在何处调用，优先使用自己外层包裹的作用域
#应用领域：延迟计算（原来我们是传参，现在我们是包起来）
    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 、装饰器

装饰器就是闭包函数的一种应用场景

1、为何要用装饰器

#开放封闭原则：对修改封闭，对扩展开放

2、什么是装饰器

装饰器他人的器具，本身可以是任意可调用对象，被装饰者也可以是任意可调用对象。
强调装饰器的原则：1 不修改被装饰对象的源代码 2 不修改被装饰对象的调用方式
装饰器的目标：在遵循1和2的前提下，为被装饰对象添加上新功能

3、 装饰器的使用

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()

def auth(driver='file'):
    def auth2(func):
        def wrapper(*args,**kwargs):
            name=input("user: ")
            pwd=input("pwd: ")

            if driver == 'file':
                if name == 'pie' 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('pie')

4、 装饰器语法

被装饰函数的正上方，单独一行
        @deco1
        @deco2
        @deco3
        def foo():
            pass

        foo=deco1(deco2(deco3(foo)))

# 有参装饰器的模板
def outter1(x,y,z):
    def outter2(func):
        def wrapper(*args,**kwargs):
            res=func(*args,**kwargs)
            return res
        return wrapper
    return outter2

# 无参装饰器的模板
def outter(func):
    def wrapper(*args,**kwargs):
        res=func(*args,**kwargs)
        return res
    return wrapper

5、 装饰器补充：wraps

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

@deco
def index():
    '''哈哈哈哈'''
    print('from index')

print(index.__doc__)

6、 叠加多个装饰器

# 叠加多个装饰器
# 1. 加载顺序(outter函数的调用顺序):自下而上
# 2. 执行顺序(wrapper函数的执行顺序):自上而下

def outter1(func1): #func1=wrapper2的内存地址
    print('加载了outter1')
    def wrapper1(*args,**kwargs):
        print('执行了wrapper1')
        res1=func1(*args,**kwargs)
        return res1
    return wrapper1

def outter2(func2): #func2=wrapper3的内存地址
    print('加载了outter2')
    def wrapper2(*args,**kwargs):
        print('执行了wrapper2')
        res2=func2(*args,**kwargs)
        return res2
    return wrapper2

def outter3(func3): # func3=最原始的那个index的内存地址
    print('加载了outter3')
    def wrapper3(*args,**kwargs):
        print('执行了wrapper3')
        res3=func3(*args,**kwargs)
        return res3
    return wrapper3



@outter1 # outter1(wrapper2的内存地址)======>index=wrapper1的内存地址
@outter2 # outter2(wrapper3的内存地址)======>wrapper2的内存地址
@outter3 # outter3(最原始的那个index的内存地址)===>wrapper3的内存地址
def index():
    print('from index')

print('======================================================')
index()

示范代码