第六章 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
- 可以被引用
- 可以当做参数传递
- 返回值可以是函数
- 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()
三、名称空间与作用域
1. 什么是名称空间？
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. 名称空间分类
内置名称空间：
存放python解释器自带名字,比如内置的函数名:len，max，sum
创建：随着python解释器启动而创建
销毁：随着python解释器关闭而销毁
全局名称空间
存放文件级别的名字，比如x，f1，z
x=1
def f1():
y=2
if x == 1:
z=3
创建：文件开始执行时则立即创建
销毁：文件开始执行完毕时则销毁
局部名称空间
存放函数内的名字，强调函数的参数也属于局部的
创建：函数执行时才临时创建
销毁：函数执行完毕则立即销毁
def f1():
x=1
y=2
z=3
f1()
3. 名称空间的加载顺序
python test.py # 运行一个test.py脚本
- python解释器先启动，因而首先加载的是：内置名称空间
- 执行test.py文件，然后以文件为基础，加载全局名称空间
- 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
4. 名称的查找顺序
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)
5. 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=1000
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
6. global 和 nonlocal关键字
当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了。
以下实例修改全局变量 num：
#!/usr/bin/python3
num = 1
def fun1():
global num # 需要使用 global 关键字声明
print(num)
num = 123
print(num)
fun1()
# 运行
1
123
如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了，如下实例：
#!/usr/bin/python3
def outer():
num = 10
def inner():
nonlocal num # nonlocal关键字声明
num = 100
print(num)
inner()
print(num)
outer()
# 运行
100
100
四、闭包函数
1. 什么是闭包？
# 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，抱起来喽，抱起哟，抱起来哇
def outter():
x = 1
def inner():
print(x)
return inner #利用函数对象的概念，将一个内部函数返回并在全局中拿到并使用，从而打破了函数的层级限制
f=outter() #f=inner
print(f) # 打印内存地
f() # 调用函数
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）
#为函数体传值的方式
#方式一：以参数的形式为函数体传值
import requests #pip3 install requests
def get(url):
response = requests.get(url)
if response.status_code == 200:
print(response.text)
get('https://www.python.org')
get('https://www.python.org')
get('https://www.python.org')
get('https://www.python.org')
# 方式二：包给函数
import requests
def outter(url):
# url='https://www.baidu.com'
def get():
response=requests.get(url)
if response.status_code == 200:
print(response.text)
return get
baidu=outter('https://www.baidu.com')
python=outter('https://www.python.org')
python()
python()
baidu()
baidu()
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
无参装饰器：
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()
有参装饰器：
def auth(driver='file'):
def auth2(func):
def wrapper(*args,**kwargs):
name=input("user: ")
pwd=input("pwd: ")
if driver == 'file':
if name == 'egon' 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('egon')
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)))
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. 实例大本营
一：编写函数，（函数执行的时间是随机的）
二：编写装饰器，为函数加上统计时间的功能
三：编写装饰器，为函数加上认证的功能
四：编写装饰器，为多个函数加上认证的功能（用户的账号密码来源于文件），要求登录成功一次，后续的函数都无需再输入用户名和密码
注意：从文件中读出字符串形式的字典，可以用eval('{"name":"egon","password":"123"}')转成字典格式
五：编写装饰器，为多个函数加上认证功能，要求登录成功一次，在超时时间内无需重复登录，超过了超时时间，则必须重新登录
六：编写下载网页内容的函数，要求功能是：用户传入一个url，函数返回下载页面的结果
七：为题目五编写装饰器，实现缓存网页内容的功能：
具体：实现下载的页面存放于文件中，如果文件内有值（文件大小不为0），就优先从文件中读取网页内容，否则，就去下载，然后存到文件中
扩展功能：用户可以选择缓存介质/缓存引擎，针对不同的url，缓存到不同的文件中
八：还记得我们用函数对象的概念，制作一个函数字典的操作吗，来来来，我们有更高大上的做法，在文件开头声明一个空字典，然后在每个函数前加上装饰器，完成自动添加到字典的操作
九 编写日志装饰器，实现功能如：一旦函数f1执行，则将消息2017-07-21 11:12:11 f1 run写入到日志文件中，日志文件路径可以指定
注意：时间格式的获取
import time
time.strftime('%Y-%m-%d %X')
答案，后续。。。。。
