(2)函数之对象、嵌套、名称空间与作用域、闭包函数、装饰器
一、函数对象
1,函数是第一类对象,即函数可以当做数据传递
# 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?看下一节
三、名称空间与作用域
1,什么是名称空间?
名称空间是存放名字的地方(之前遗留的问题 x = 1,1存放于内存中,那名字 x 存放在哪里了?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
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,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,为什么要用装饰器?
因为开放封闭原则: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
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
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() # from foo # run time is 3.0001039505004883
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def auth(driver='file'): def auth2(func): def wrapper(*args,**kwargs): name = input("user: ") pwd = input("pwd: ") if driver == 'file': if name == 'zixi' 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('zixi') """ user: zixi pwd: 123 login successful zixi """
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""" print('from index') print(index.__doc__) # 打印注释
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()
六、练习
1,编写函数,(函数执行的时间是随机的)
2,编写装饰器,为函数加上统计时间的功能
3,编写装饰器,为函数加上认证的功能
4,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。
5,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。
6,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
7,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
8,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
9,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')
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
#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()