函数与装饰器Python学习（三）
1.1 文件处理
1.1.1 打开文件过程
在Python中，打开文件，得到文件句柄并赋值给一个变量，默认打开模式就为r
f=open(r'a.txt','w',encoding='utf-8') print(f.writable())
通过句柄对文件进行操作
f.write('1111\n') f.write('2222\n') f.writelines(['3333\n','444\n'])
关闭文件
f.close()
1.1.2 打开文件过程分析
1、由应用程序向操作系统发起系统调用open(...)
2、操作系统打开该文件，并返回一个文件句柄给应用程序
3、应用程序将文件句柄赋值给变量f
1.1.3 注意要点：
第一点：
打开一个文件包含两部分资源：操作系统级打开的文件+应用程序的变量。在操作完毕一个文件时，必须把与该文件的这两部分资源一个不落地回收，回收方法为：
1、f.close() #回收操作系统级打开的文件
2、del f #回收应用程序级的变量
其中del f一定要发生在f.close()之后，否则就会导致操作系统打开的文件还没有关闭，白白占用资源，而python自动的垃圾回收机制决定了我们无需考虑del f，这就要求我们，在操作完毕文件后，一定要记住f.close()
为避免忘记忘记f.close()，使用with关键字来帮我们管理
with open('a.txt','w') as f: pass with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f: data=read_f.read() write_f.write(data)
强调第二点：
f=open(...)是由操作系统打开文件，那么如果我们没有为open指定编码，那么打开文件的默认编码很明显是操作系统说了算了，操作系统会用自己的默认编码去打开文件，在windows下是gbk，在linux下是utf-8。
这就用到了上节课讲的字符编码的知识：若要保证不乱码，文件以什么方式存的，就要以什么方式打开。
f=open('a.txt','r',encoding='utf-8')
1.1.4 三种模式：a,r,b
打开文件的模式有(默认为文本模式)
1.1.5 a：之追加写模式(不可读；不存在则创建；存在则只追加内容)
文件不存在则创建，文件存在那么在打开文件后立刻将光标移动到文件末尾，进行追加写
f=open(r'b.txt','a',encoding='utf-8') print(f.writable()) f.write('4444\n') f.write('5555\n') f.writelines(['66666\n','7777\n']) f.close()
1.1.6 r：只读模式(默认模式，文件必须存在，不存在则抛出异常)
f=open(r'b.txt','r',encoding='utf-8') print(f.writable()) print(f.read()) print(f.readlines()) print(f.readline(),end='') print(f.readline(),end='') f.close()
with open('b.txt','r',encoding='utf-8') as f: while True: line=f.readline() if len(line) == 0:break print(line) print(f.readline()) print(f.readline()) print(f.readline()) print(f.readline()) print(f.readline()) print(f.readline()) print(f.readline()) print('第八次',f.readline()) # for line in f: print(line)
1.1.7 w，只写模式(不可读；不存在则创建；存在则清空内容)
1.1.8 b:bytes表示以字节的方式操作（而所有文件也都是以字节的形式存储的，使用这种模式无需考虑文本文件的字符编码、图片文件的jgp格式、视频文件的avi格式）
with open('111.png','rb') as f: print(f.read())
with open('b.txt','rb',) as f: print(f.read().decode('utf-8'))
with open('b.txt','rt',encoding='utf-8') as f: print(f.read())
with open('b.txt','wb') as f: res='中问'.encode('utf-8') print(res,type(res)) f.write(res)
with open('b.txt','ab') as f: res='哈哈哈'.encode('utf-8') print(res,type(res)) f.write(res)
注：以b方式打开时，读取到的内容是字节类型，写入时也需要提供字节类型，不能指定编码
1.2 字符编码补充
#encoding:utf-8 with open('b.txt','rt',encoding='utf-8') as f: print(f.read())
1.3 操作文件的方法
1.3.1 文件修改
文件的数据是存放于硬盘上的，因而只存在覆盖、不存在修改这么一说，我们平时看到的修改文件，都是模拟出来的效果，具体的说有两种实现方式：
1.3.1.1 利用b模式，编写一个cp工具，要求如下：
1. 既可以拷贝文本又可以拷贝视频，图片等文件
2. 用户一旦参数错误，打印命令的正确使用方法
提示：可以用import sys，然后用sys.argv获取脚本后面跟的参数
方式一：将硬盘存放的该文件的内容全部加载到内存，在内存中是可以修改的，修改完毕后，再由内存覆盖到硬盘（word，vim，nodpad++等编辑器）
import os with open('info.txt','r',encoding='utf-8') as read_f,open('.info.txt.swap','w',encoding='utf-8') as write_f: data=read_f.read() write_f.write(data.replace('alex','SB')) os.remove('info.txt') os.rename('.info.txt.swap','info.txt')
方式二：将硬盘存放的该文件的内容一行一行地读入内存，修改完毕就写入新文件，最后用新文件覆盖源文件
import os with open('info.txt', 'r', encoding='utf-8') as read_f, open('.info.txt.swap', 'w', encoding='utf-8') as write_f: for line in read_f: if 'SB' in line: line=line.replace('SB','alex') write_f.write(line) os.remove('info.txt') os.rename('.info.txt.swap', 'info.txt')
cp复制命令的实现
1、源大小的问题：
2、文件打开模式的问题:b
#!/usr/bin/env python import sys _,src_file,dst_file=sys.argv with open(src_file,'rb') as read_f,\ open(dst_file,'wb') as write_f: # data=read_f.read() # write_f.write(data) for line in read_f: write_f.write(line) write_f.flush()
1.3.2 文件内光标的移动
f.read() #读取所有内容,光标移动到文件末尾
f.readline() #读取一行内容,光标移动到第二行首部
f.readlines() #读取每一行内容,存放于列表中
f.write('1111\n222\n') #针对文本模式的写,需要自己写换行符
f.write('1111\n222\n'.encode('utf-8')) #针对b模式的写,需要自己写换行符
f.writelines(['333\n','444\n']) #文件模式
f.writelines([bytes('333\n',encoding='utf-8'),'444\n'.encode('utf-8')]) #b模式
1.3.2.1 : read(3)：
1. 文件打开方式为文本模式时，代表读取3个字符
2. 文件打开方式为b模式时，代表读取3个字节
1.3.2.2 : 其余的文件内光标移动都是以字节为单位如seek，tell，truncate
注意：
1. seek有三种移动方式0，1，2，其中1和2必须在b模式下进行，但无论哪种模式，都是以bytes为单位移动的
2. truncate是截断文件，所以文件的打开方式必须可写，但是不能用w或w+等方式打开，因为那样直接清空文件了，所以truncate要在r+或a或a+等模式下测试效果
1.3.2.3 基于seek实现tail -f功能
with open('a.txt','r',encoding='utf-8') as f: data1=f.read() print('==1==>',data1) print(f.tell()) data2=f.read() print('==2==>',data2)
只有一种情况光标以字符为单位：文件以rt方式打开，read（3）
with open('c.txt','rt',encoding='utf-8') as f: print(f.read(6)) print(f.tell()) f.seek(0,0) print(f.read(6)) f.seek(6,0) f.seek(8,0) print(f.read())
with open('c.txt','rb',) as f: f.seek(6,0) # f.seek(8,0) print(f.read())
with open('c.txt','rb') as f: print(f.read(6)) f.seek(2,1) print(f.tell()) print(f.read().decode('utf-8'))
1.4 函数基础
1.4.1 为什么要有函数？没有函数带来的困扰？
Ø 组织结构不清晰，可读性差
Ø 代码冗余
Ø 可扩展性差
1.4.2 什么是函数
具备某一个功能的工具---》函数
事先准备工具-》函数的定义
拿来就用、重复使用-》函数的调用
ps：先定义后调用
1.4.3 函数的分类：
内置函数：len，max(10,11)，help(函数名)
自定义函数：def
语法：
def 函数名(参数1，参数2，...):
"""注释"""
函数体
return 返回值
'''
#'函数即是变量'
def print_tag(): print('*'*20) def print_msg(): #print_msg=<function print_msg at 0x00000000027EA8C8> print('hello world') print(print_msg) print(print_tag) print_tag() print_msg() print_tag()
1.4.4 定义函数阶段都发生了什么事：只检测语法，不执行代码
1.4.4.1 定义阶段
sex='male' def auth(): sex name=input('name>>: ').strip() password=input('password>>: ').strip() if name =='egon' and password == '123': print('login successfull') else: print('user or password err')
1.4.4.2 调用阶段
auth()
1.4.5 函数的使用：先定义后调用
def bar(): print('from bar') def foo(): print('from foo') bar() foo()
定义阶段 def foo(): print('from foo') bar() 定义阶段 def bar(): print('from bar') 调用 def bar(): print('from bar')
1.4.6 定义函数的三种形式
1、无参：应用场景仅仅只是执行一些操作，比如与用户交互，打印
2、有参：需要根据外部传进来的参数，才能执行相应的逻辑，比如统计长度，求最大值最小值
3、空函数：设计代码结构
1.4.6.1 第一种：无参函数
def auth(): name=input('name>>: ').strip() password=input('password>>: ').strip() if name =='egon' and password == '123': print('login successfull') else: print('user or password err')
1.4.6.2 第二种：有参函数
def my_max(x,y): if x >= y: print(x) else: print(y) my_max(1,2)
1.4.6.3 第三种：空函数
def auth(name,password): if name =='egon' and password == '123': print('login successfull') else: print('user or password err') def interactive(): name=input('name>>: ').strip() password=input('password>>: ').strip() auth(name,password) interactive()
1.4.7 结论：
1、定义时无参，意味着调用时也无需传入参数
2、定义时有参，意味着调用时则必须传入参数
1.4.8 程序的体系结构
def auth(): pass def put(): pass def get(): pass def ls(): pass
1.5 函数的返回值
无return->None
return 1个值->返回1个值
return 逗号分隔多个值->元组
1.5.1 return的特点：
1、 函数内可以有多个return，但是只能执行一次return
2、 执行return函数就立刻结束，并且return的后值当做本次调用的结果返回
1.5.1.1 什么时候该有返回值？
调用函数，经过一系列的操作，最后要拿到一个明确的结果，则必须要有返回值
通常有参函数需要有返回值，输入参数，经过计算，得到一个最终的结果
1.5.1.2 什么时候不需要有返回值？
调用函数，仅仅只是执行一系列的操作，最后不需要得到什么结果，则无需有返回值
通常无参函数不需要有返回值
1.5.2 函数调用的三种形式
1.5.2.1 语句形式：foo()
def foo(x,y): return x+y res=foo(1,2) def my_max(x,y): if x >= y: return x else: return y res=my_max(1,2) print(res)
def foo(): print('first') return 1 print('second') return 2 print('third') return 3 res=foo() print(res)
1.6 函数的参数
1.6.1 函数的参数分类两种：
形参：在定义阶段括号内指定的参数，相当于变量名
实参：在调用阶段括号内传入的值称之为实参，相当于值
1.6.2 在调用阶段，实参的值会绑定给形参，在调用结束后解除绑定
def foo(x,y): #x=1,y=2 print(x,y) foo(1,2)
1.6.3 在python中参数的分类：
1.6.3.1 位置参数：按照从左到右的顺序依次定义的参数
位置形参：必须被传值，多一个少一个都不行
位置实参：与形参一一对应传值
def foo(x,y): print(x,y) foo(2,1)
1.6.3.2 关键字参数：在函数调用时，按照key=value的形式定义的实参
特点：指名道姓地给形参传值，不再依赖与位置
def foo(name,age,sex): print(name,age,sex) foo('egon',18,'male') foo(sex='male',age=18,name='egon',)
注意：
1、 关键字实参必须在位置实参的后面
2、 不能为同一个参数赋值多次
foo('egon',sex='male',age=18,name='egon')
1.6.3.3 默认参数：在函数定义阶段，就已经为形参赋值了
特点：定义阶段已经有值意味着调用阶段可以不用传值
位置参数通常用于经常变化的参数，而默认参数指的是大多数情况下都一样的
def foo(x,y=1): print(x,y) foo(1,2) foo(y=3,x=1) foo(111) foo(x=1111)
def register(name,age,sex='male'): print(name,age,sex) register('egon1',18) register('egon2',18) register('egon3',18) register('alex',38,'female')
注意：
1、默认参数必须放到位置形参的后面
def register(name,sex='male',age,): print(name,age,sex)
2、默认参数的值只在定义时被赋值一次
3、默认的参数的值通常应该是不可变类型
res=1 def foo(x,y=res): print(x,y) res=10 foo('aaaaaaaa')
1.6.3.4 可变长参数：在调用函数时，实参值的个数不固定
实参的形式有：位置实参和关键字实参，
形参的解决方案：*，**
Ø *args的用法
def foo(x,y,*args): #z=(3,4,5,6) print(x,y) print(args) foo(1,2,3,4,5,6) foo(1,2,*[3,4,5,6]) #foo(1,2,3,4,5,6) foo(*[1,2,3,4,5,6]) #foo(1,2,3,4,5,6) def foo(x,y): print(x,y) foo(*(1,2)) #foo(1,2)
Ø **kwargs
def foo(x,y,**kwargs): #kwargs={'c':5,'a':3,'b':4} print(x,y) print(kwargs) foo(y=2,x=1,a=3,b=4,c=5) foo(y=2,**{'c':5,'x':1,'b':4,'a':3}) #foo(y=2,a=3,c=5,b=4) def foo(name,age): print(name,age) foo(**{'name':'egon','age':18}) foo({'name':'egon','age':18}) def bar(x,y,z): print(x,y,z)
def wrapper(*args,**kwargs): #args=(1,),kwargs={'z':2,'y':3} # print(args,kwargs) bar(*args,**kwargs) #bar(*(1,),**{'z':2,'y':3}) #bar(1,z=2,y=3,) wrapper(1,z=2,y=3)
1.6.3.5 命名关键字参数：指的是定义在*后的参数，该参数必须被传值（除非有它有默认值），而且必须按照key=value的形式传值
def foo(x,y,*args,m=100000,n): print(x,y) print(args) print(m,n) foo(1,2,3,n=4,)
1.7 函数的对象
1.7.1 函数是第一类对象：指的是函数可以当做数据传递
1.7.1.1 可以被引用 x=1,y=x
def func(x,y): print(x,y) f=func f(1,2)
1.7.1.2 可当做函数的参数传入
def foo(): print('from foo') def bar(func): # print(func) func() bar(foo)
1.7.1.3 可以当做函数的返回值
def foo(): print('from foo') def bar(): return foo f=bar() f()
1.7.1.4 可以当做容器类型的元素
def foo(): print('from foo') def bar(): return foo l=[foo,bar] print(l) l[0]()
def get(): print('get') def put(): print('put') def ls(): print('ls') cmd=input('>>: ').strip() if cmd == 'get': get() elif cmd == 'put': put() elif cmd == 'ls': ls() def get(): print('get') def put(): print('put') def ls(): print('ls') def auth(): print('auth') func_dic={ 'get':get, 'put':put, 'ls':ls, 'auth':auth } # func_dic['put']() cmd = input('>>: ').strip() if cmd in func_dic: func_dic[cmd]()
1.8 函数的嵌套
1.8.1 函数的嵌套调用
def my_max(x,y): if x >= y: return x else: return y
def my_max4(a,b,c,d): res1=my_max(a,b) res2=my_max(res1,c) res3=my_max(res2,d) return res3
1.8.2 函数的嵌套定义
def f1(): def f2(): print('from f2') def f3(): print('from f3') f3() # print(f2) f2() f1()
1.9 名称空间
名称空间指的是：存放名字与值绑定关系的地方，
1.9.1 内置与全局名称空间
内置名称空间（python解释器启动就有）：python解释器内置的名字，max，len，print
全局名称空间（执行python文件时生效）：文件级别定义的名字
x=1 def func():pass import time if x == 1: y=2 #局部名称空间（函数调用时生效，调用结束失效）:函数内部定义的名字 func()
1.9.2 加载与访问顺序
加载顺序：内置---》全局----》局部名称空间
访问名字的顺序：局部名称空间===》全局----》内置
x=1
print(x)
#print(max) max=2 def func(): # max=1 print(max)
func() x='gobal' def f1(): # x=1 def f2(): # x=2 def f3(): # x=3 print(x) f3() f2() f1()
1.9.3 全局与局部作用域
全局作用域（全局范围）：内置名称空间与全局名称空间的名字，全局存活，全局有效，globals()
局部作用域（局部范围）：局部名称空间的名字,临时存活，局部有效,locals()
#xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx=111111111111111111111 print(globals()) print(dir(globals()['__builtins__'])) print(locals() is globals()) def func(): # yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy=22222222 print(globals()) print(locals()) func() x=100 def func(): global x x=1 func() print(x) x='global' def f1(): # x=1 def f2(): nonlocal x x=0 f2() print('===f1 innter--->',x) f1() print(x)
1.9.4 强调两点：
1.9.4.1 打破函数层级限制来调用函数
def outter(): def inner(): print('inner') return inner f=outter() # print(f) def bar(): f() bar()
1.9.4.2 函数的作用域关系是在函数定义阶段就已经固定了，与调用位置无关
x=1 def outter(): # x=2 def inner(): print('inner',x) return inner f=outter() # print(f) # x=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 def bar(): x=3 f() # x=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 bar() x=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
1.10 闭包函数
闭包函数：
1 定义在函数内部的函数
2 该函数的函数体代码包含对外部作用域（而不是全局作用域）名字的引用
3 通常将闭包函数用return返回，然后可以在任意使用
z=1 def outer(): x=1 y=2 def inner(): print(x,y) # print(z) return inner f=outer() print(f.__closure__[0].cell_contents) print(f.__closure__[1].cell_contents) print(f.__closure__)
def bar(): x=111121 y=2222 f() bar()
def foo(x,y): print(x+y) foo(1,2)
def outter(): x=1 y=2 def foo(): print(x+y) return foo f=outter() f()
1.10.1 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
1.10.2 应用领域：
延迟计算（原来我们是传参，现在我们是包起来）
1.10.3 爬页面:闭包函数为我们提供了一种新的为函数传参的方式
import requests #pip3 install requests def get(url): response=requests.get(url) if response.status_code == 200: print(len(response.text)) get('https://www.baidu.com') get('https://www.baidu.com') get('https://www.baidu.com') def outter(url): # url = 'https://www.baidu.com' def get(): response=requests.get(url) if response.status_code == 200: print(len(response.text)) return get baidu=outter('https://www.baidu.com') python=outter('https://www.python.org') # baidu() # baidu() # baidu()
1.11 装饰器
1.11.1 开放封闭原则：
对扩展开放，对修改是封闭
1.11.2 装饰器：
装饰它人的，器指的是任意可调用对象，现在的场景装饰器-》函数，被装饰的对象也是-》函数
1.11.3 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
1.11.4 装饰器的目的：
在遵循1,2的前提下为被装饰对象添加上新功能
错误的示范
import time def index(): time.sleep(3) print('welecome to index') def timmer(func): start=time.time() func() stop=time.time() print('run time is %s' %(stop-start)) timmer(index)
1.11.5 正确的示范
import time def index(): time.sleep(3) print('welecome to index') def timmer(func): # func=index #最原始的index def inner(): start=time.time() func() #最原始的index stop=time.time() print('run time is %s' %(stop-start)) return inner index=timmer(index) #index=inner # print(f) index() #inner()
1.12 装饰器的修订
1.12.1 装饰器语法：
在被装饰对象正上方单独一行写上，@装饰器名
@deco1 @deco2 @deco3 def foo(): pass foo=deco1(deco2(deco3(foo)))
1.12.2 改进一：
import time def timmer(func): def inner(): start=time.time() res=func() stop=time.time() print('run time is %s' %(stop-start)) return res return inner @timmer #index=timmer(index) def index(): time.sleep(1) print('welecome to index') return 1111 res=index() #res=inner() print(res)
1.12.3 改进二：
import time def timmer(func): def inner(*args,**kwargs): start=time.time() res=func(*args,**kwargs) stop=time.time() print('run time is %s' %(stop-start)) return res return inner @timmer #index=timmer(index) def index(name): time.sleep(1) print('welecome %s to index' %name) return 1111 res=index('egon') #res=inner('egon') print(res) @timmer #home=timmer(home) def home(name): print('welcome %s to home page' %name) home('egon') #inner('egon')
1.13 有参装饰器
import time def auth(func): # func=index def inner(*args,**kwargs): name=input('name>>: ').strip() password=input('password>>: ').strip() if name == 'egon' and password == '123': print('login successful') return func(*args,**kwargs) else: print('login err') return inner @auth def index(name): time.sleep(1) print('welecome %s to index' %name) return 1111 res=index('egon') print(res)
#有参装饰器
import time def auth2(engine='file'): def auth(func): # func=index def inner(*args,**kwargs): if engine == 'file': name=input('name>>: ').strip() password=input('password>>: ').strip() if name == 'egon' and password == '123': print('login successful') return func(*args,**kwargs) else: print('login err') elif engine == 'mysql': print('mysql auth') elif engine == 'ldap': print('ldap auth') else: print('engin not exists') return inner return auth @auth2(engine='mysql') #@auth #index=auth(index) #index=inner def index(name): time.sleep(1) print('welecome %s to index' %name) return 1111 res=index('egon') #res=inner('egon') print(res)
1.14 并列多个装饰器
import time def timmer(func): def inner(*args,**kwargs): start=time.time() res=func(*args,**kwargs) stop=time.time() print('run time is %s' %(stop-start)) return res return inner def auth2(engine='file'): def auth(func): # func=index def inner(*args,**kwargs): if engine == 'file': name=input('name>>: ').strip() password=input('password>>: ').strip() if name == 'egon' and password == '123': print('login successful') return func(*args,**kwargs) else: print('login err') elif engine == 'mysql': print('mysql auth') elif engine == 'ldap': print('ldap auth') else: print('engin not exists') return inner return auth @auth2(engine='file') @timmer def index(name): time.sleep(1) print('welecome %s to index' %name) return 1111 res=index('egon') print(res)
1.15 wraps补充
from functools import wraps import time def timmer(func): @wraps(func) def inner(*args,**kwargs): start=time.time() res=func(*args,**kwargs) stop=time.time() print('run time is %s' %(stop-start)) return res # inner.__doc__=func.__doc__ # inner.__name__=func.__name__ return inner @timmer def index(name): #index=inner '''index 函数。。。。。''' time.sleep(1) print('welecome %s to index' %name) return 1111 # res=index('egon') # print(res) print(help(index))
