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、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
四 闭包函数
1、什么事闭包？
#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() 无参装饰器
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') 有参装饰器
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__)
六 练习题
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')
#题目一:略 #题目二:略 #题目三:略 #题目四： db='db.txt' login_status={'user':None,'status':False} def auth(auth_type='file'): def auth2(func): def wrapper(*args,**kwargs): if login_status['user'] and login_status['status']: return func(*args,**kwargs) if auth_type == 'file': with open(db,encoding='utf-8') as f: dic=eval(f.read()) name=input('username: ').strip() password=input('password: ').strip() if name in dic and password == dic[name]: login_status['user']=name login_status['status']=True res=func(*args,**kwargs) return res else: print('username or password error') elif auth_type == 'sql': pass else: pass return wrapper return auth2 @auth() def index(): print('index') @auth(auth_type='file') def home(name): print('welcome %s to home' %name) # index() # home('egon') #题目五 import time,random user={'user':None,'login_time':None,'timeout':0.000003,} def timmer(func): def wrapper(*args,**kwargs): s1=time.time() res=func(*args,**kwargs) s2=time.time() print('%s' %(s2-s1)) return res return wrapper def auth(func): def wrapper(*args,**kwargs): if user['user']: timeout=time.time()-user['login_time'] if timeout < user['timeout']: return func(*args,**kwargs) name=input('name>>: ').strip() password=input('password>>: ').strip() if name == 'egon' and password == '123': user['user']=name user['login_time']=time.time() res=func(*args,**kwargs) return res return wrapper @auth def index(): time.sleep(random.randrange(3)) print('welcome to index') @auth def home(name): time.sleep(random.randrange(3)) print('welcome %s to home ' %name) index() home('egon') #题目六:略 #题目七：简单版本 import requests import os cache_file='cache.txt' def make_cache(func): def wrapper(*args,**kwargs): if not os.path.exists(cache_file): with open(cache_file,'w'):pass if os.path.getsize(cache_file): with open(cache_file,'r',encoding='utf-8') as f: res=f.read() else: res=func(*args,**kwargs) with open(cache_file,'w',encoding='utf-8') as f: f.write(res) return res return wrapper @make_cache def get(url): return requests.get(url).text # res=get('https://www.python.org') # print(res) #题目七:扩展版本 import requests,os,hashlib engine_settings={ 'file':{'dirname':'./db'}, 'mysql':{ 'host':'127.0.0.1', 'port':3306, 'user':'root', 'password':'123'}, 'redis':{ 'host':'127.0.0.1', 'port':6379, 'user':'root', 'password':'123'}, } def make_cache(engine='file'): if engine not in engine_settings: raise TypeError('egine not valid') def deco(func): def wrapper(url): if engine == 'file': m=hashlib.md5(url.encode('utf-8')) cache_filename=m.hexdigest() cache_filepath=r'%s/%s' %(engine_settings['file']['dirname'],cache_filename) if os.path.exists(cache_filepath) and os.path.getsize(cache_filepath): return open(cache_filepath,encoding='utf-8').read() res=func(url) with open(cache_filepath,'w',encoding='utf-8') as f: f.write(res) return res elif engine == 'mysql': pass elif engine == 'redis': pass else: pass return wrapper return deco @make_cache(engine='file') def get(url): return requests.get(url).text # print(get('https://www.python.org')) print(get('https://www.baidu.com')) #题目八 route_dic={} def make_route(name): def deco(func): route_dic[name]=func return deco @make_route('select') def func1(): print('select') @make_route('insert') def func2(): print('insert') @make_route('update') def func3(): print('update') @make_route('delete') def func4(): print('delete') print(route_dic) #题目九 import time import os def logger(logfile): def deco(func): if not os.path.exists(logfile): with open(logfile,'w'):pass def wrapper(*args,**kwargs): res=func(*args,**kwargs) with open(logfile,'a',encoding='utf-8') as f: f.write('%s %s run\n' %(time.strftime('%Y-%m-%d %X'),func.__name__)) return res return wrapper return deco @logger(logfile='aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa.log') def index(): print('index') index()
