python基础-闭包函数和装饰器

闭包函数和装饰器

闭包函数

• 概念：在函数中（嵌套）定义另一个函数时，内部函数引用了外层函数的名字。
• 特性
  • 闭包函数必须在函数内部定义
  • 闭包函数可引用外层函数的名字

闭包函数是函数嵌套、函数对象、名称空间与作用域结合体

闭包中被内部函数引用的变量，不会因为外部函数结束而被释放掉，而是一直存在内存中，直到内部函数被调用结束

# 闭包函数的定义
def func(y):
    x = 100
    def inner():		# 此处的inner 就是闭包函数
        print(x)
        print(y)
    return inner

# 闭包函数的调用
inner = func(1000)
inner()

• 应用：为了给装饰器的使用做准备

---

装饰器

• 概念：在不修改被装饰对象源代码与调用方式的前提下，添加新的功能。简单来说，就是给其他函数增加额外功能的函数

• 装饰器必须遵循“开放封闭”原则

  • 开放：对函数功能的添加是开放的
  • 封闭：对函数功能的修改是封闭的

• 必备条件：

  • 不能改变被装饰对象源代码
  • 为被装饰对象添加新的功能
  • 不能改变被装饰对象调用方式

• 使用装饰器，可以解决代码冗余问题，提高代码的可扩展性

• 应用：统计时间、登录认证

说了这多理论，上代码。

需求：统计下载媒体文件的时间（简易版）

# 需求: 统计下载电影的时间。
# 一般我们实现这个功能的方式如下
import time


def download_movie():
    """
    下载电影功能
    :return: None
    """
    print("电影下载开始了……")
    time.sleep(2)  # 模拟电影下载2 秒
    print("下载完成")


start_time = time.time()  # 获取当前时间戳
download_movie()  # 下载电影
end_time = time.time()  # 获取当前时间戳
print(f"下载时间：{end_time-start_time}")

以上代码确实实现了统计下载时间的功能，问题来了，如果我有多个类型文件下载函数，都需要统计时间呢？难道展现我们的“CV大法”？估计隔天就要被扫地出门了……

就没有什么办法可以解决了吗？当然有啦！先看代码

# 定义一个装饰器
def time_record(func):
    """
    新增统计时间功能
    :param func: 使用该功能的函数对象
    :return: inner 函数对象
    """

    def inner():
        # 统计开始
        start_time = time.time()
        func()  # func()  ----→ download_movie() or download_music()
        end_time = time.time()
        # 统计结束，打印统计时间
        print(f"下载时间：{end_time-start_time}")

    return inner


def download_movie():
    """
    模拟下载电影
    :return: None
    """
    print("电影下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print("下载完成！")


def download_music():
    """
    模拟下载音乐
    :return: None
    """
    print("歌曲下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print("下载完成！")


# time_record(download_movie) 返回一个inner，将其赋值给download_movie
inner = time_record(download_movie)
inner()  # inner()  ----→  download_movie()

# time_record(download_music) 返回一个inner，将其赋值给download_music
inner1 = time_record2(download_music)
inner1()

以上代码就是对装饰器的引入，其中 time_record 就是装饰器，download_movie 和 download_music 就是被装饰的函数对象。

通过观察🕵，以上被装饰的函数对象是没有返回值，且没有参数的。问题来了，假如 download_movie 等被装饰对象是有返回值和参数，那该咋整？

不说废话🙊，继续看代码

# 定义一个装饰器
def time_record(func):
    """
    新增统计时间功能
    :param func: 使用该功能的函数对象
    :return: inner 函数对象
    """

    def inner(*args, **kwargs):
        # 统计开始
        start_time = time.time()
        # func()  ----→ download_movie()；定义变量接收download_movie() 的返回值
        # 定义可变长位置参数，用于接收任意类型的位置参数，甚至无参都可
        # 同理，定义可变长关键字参数，用于接收任意类型的关键字参数，甚至是无参都行
        res = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        # 统计结束，打印统计时间
        print(f"下载时间：{end_time-start_time}")
        return res  # 将download_movie() 的返回值返回

    return inner


def download_movie(url):
    """
    模拟下载电影
    :return: None
    """
    print(f"{url}的电影下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print("下载完成！")
    return "海贼王.mp4"


def download_music(url, name):
    """
    模拟下载音乐
    :return: None
    """
    print(f"{url}中的歌曲下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print(f"{name}.mp3 下载完成！")


download_movie = time_record(download_movie)
# 接收download_movie()的返回值
res = download_movie("https://www.cnblogs.com/xiaoyuanqujing/p/11636160.html")
print(res) # 打印返回值

download_music = time_record(download_music)
download_music("https://music.163.com/", name="烟火里的尘埃")  # 传入一个位置参数和一个关键字参数

细心如你，装饰器定义好了，但是每次调用都特别麻烦，有没有一种比较便捷的调用方式呢？

当当当当！当然有，那就是装饰器的语法糖，听起来就感觉使用非常甜，咋用呢？继续看代码（由于之前代码已经实现了装饰器，这里就不重复展示了，只实现语法糖的代码）

@time_record  # 这就是装饰器time_record 的语法糖
def download_movie(url):
    """
    模拟下载电影
    :return: None
    """
    print(f"{url}的电影下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print("下载完成！")
    return "海贼王.mp4"


@time_record  # 这就是装饰器time_record 的语法糖
def download_music(url, name):
    """
    模拟下载音乐
    :return: None
    """
    print(f"{url}中的歌曲下载开始了……")
    time.sleep(2)
    print(f"{name}.mp3 下载完成！")


res = download_movie("https://www.cnblogs.com/xiaoyuanqujing/p/11636160.html")
print(res)
download_music("https://music.163.com/", name="烟火里的尘埃")  # 传入一个位置参数和一个关键字参数

• 装饰器语法糖

  • 顾名思义，这个关键字只属于装饰器
  • 关键字：@
  • 使用方法：@ 装饰器名称

  注意：在使用时，装饰器必须在被装饰对象之前定义

• 装饰器终极模板

  # func 表示需要装饰的函数对象
  def wrapper(func):
      def inner(*args, **kwargs):  # 接收不固定参数
          # 调用func 之前增加的新功能
          res = func(*args, **kwargs)  # 调用被装饰对象，得到返回值
          # 调用func 之后增加的新功能
          return res  # 将返回值返回
  
      return inner
  
  
  @wrapper
  def func1():
      pass
  
  
  # 使用装饰器语法糖后，直接调用函数
  func1()