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python高級語法之閉包和裝飾器詳解

一、閉包

閉包的形成條件：

1.函數嵌套。

2.內部函數使用了外部函數的變量或者參數。

3.外部函數返回了使用外部變量的內部函數。

二、一個簡單的例子

def func_out(num1):
    def inner(num2):
        res = num1 + num2
        print(res)
    return inner
# a = func_out(10)(10)
a = func_out(10)
a(10)

閉包修改外部函數的變量：

在閉包內修改外部函數的變量需要使用nonlocal關鍵字

def func_out():
    # 外部函數的變量
    num1 = 10
    def func_inner():
        # 在閉包內修改外部函數的變量
        nonlocal num1
        num1 = 20
        res = num1 +20
        print(res)
    print("修改前的變量", num1)
    func_inner()
    print("修改后的變量", num1)
    return func_inner
new_func = func_out()
new_func()

三、裝飾器

3.1 簡單裝飾器

裝飾器就是給已有函數增加額外功能的函數，它本質上就是一個閉包函數，也就是說也是一個函數嵌套。裝飾器的功能特點：

1.不修改已有函數的源代碼

2.不修改已有函數的調用方式

3.給已有函數增加額外的功能

用戶在發表評論的時候需要驗證用戶是否登錄，我們首先會想到去修改原來的函數，在函數里面添加一些功能，但是在現在這分工合作的時代，這樣的修改很容易出現修改了祖傳的代碼后，函數出現問題，也影響代碼的高效復用。為了能夠不重新修改原來的評論的代碼，實現高水平的代碼復用。

原本的函數及其調用：

def comment():
    print("執行祖傳代碼.....")
    print("發表評論")
# 調用評論功能
comment()

自己手寫一個實現裝飾器功能的函數實現登錄驗證：

def decorator(func):
    def inner():
        print('正在驗證登錄者身份...\n驗證成功')
        func()
    return inner


def comment():
    print("執行祖傳代碼.....")
    print("發表評論")
# 調用評論功能
comment = decorator(comment)
comment()

輸入結果：

正在驗證登錄者身份…
驗證成功
執行祖傳代碼…
發表評論

3.1.1 使用裝飾器的語法糖

裝飾器的語法糖寫法：@裝飾器名稱

如例子可以改寫為：

def decorator(func):
    def inner():
        print('正在驗證登錄者身份...\n驗證成功')
        func()
    return inner

@decorator
def comment():
    print("執行祖傳代碼.....")
    print("發表評論")

# 調用函數
comment()

運行結果：

正在驗證登錄者身份…
驗證成功
執行祖傳代碼…
發表評論

3.1.2 裝飾器的執行時機

先說結論：在使用裝飾器語法糖時，會先將該裝飾器函數執行一遍。

def decorator(func):
    # 測試裝飾器的執行時機
    print('--remark1----')
    def inner():
        print('正在驗證登錄者身份...\n驗證成功')
        func()
    print('----remark2---')
    return inner

@decorator
def comment():
    print("執行祖傳代碼.....")
    print("發表評論")

輸出結果：

–remark1----
----remark2—

3.2 通用裝飾器

裝飾的函數可能有參數傳遞，或者有返回值，上面寫的例子中，如果依然用上面的方法及逆行裝飾器的裝飾將會出現問題，那是否有一個通用的裝飾器能夠裝飾任意函數呢？

3.2.1 裝飾帶有參數的函數

def logging(fn):
    def inner(num1,num2):
        print('執行了一次計算')
        fn(num1,num2)
    return inner
# 使用裝飾器裝飾函數
@logging
def sum_num(a,b):
    result = a + b
    print(result)
    
sum_num(1,2)

3.2.2. 裝飾帶有返回值的函數：

def logging(fn):
    def inner(num1,num2):
        print('執行了一次計算')
        result = fn(num1,num2)
        return result
    
    return inner
# 使用裝飾器裝飾函數
@logging
def sum_num(a,b):
    result = a + b
    return result
    
print(sum_num(1,2))

3.2.3 實現通用裝飾器

*args: 用于接收元組參數，可傳可不傳

**kwargs: 用于接收字典類型參數，可傳可不傳

def logging(fn):
    def inner(*args, **kwargs):
        result = fn(*args, **kwargs)
        return result
    return inner

@logging
def sum_num(a,b):
    result = a + b
    return result

3.3 多個裝飾器的使用

多個裝飾器的過程：由內到外的裝飾過程，先執行內部裝飾器，再執行外部裝飾器。

原理剖析：content = make_div(make_p(content))

分步拆解：content = make_p(content), 內部裝飾器完成content=make_p.inner, content = make_div(make_p.inner)

def make_div(func):
    print("make_div裝飾器執行了")
    def inner():
        # 在內部函數對已有函數進行裝飾
        result = "div>" + func() +"/div>"
        return result
    return inner

def make_p(func):
    print("make_p裝飾器執行了")
    def inner():
        # 在內部函數對已有函數進行裝飾
        result = "p>" + func() +"/p>"
        return result
    return inner

@make_div
@make_p
def content():
    return "人生苦短，我用Python"

輸出：

make_p裝飾器執行了
make_div裝飾器執行了
div>p>人生苦短，我用Python/p>/div>

3.4 帶有參數的裝飾器

帶有參數的裝飾器時機上就是定義了一個函數，讓函數接收參數，再函數內部返回該裝飾器。

如定義一個能夠判斷加減的裝飾器：

def return_decorator(flag):
    def decorator(func):
        def inner(a,b):
            if flag == '+':
                print("正在進行加法運算")
            elif flag == '-':
                print("正在進行減法運算")
            func(a,b)
        return inner
    return decorator
@return_decorator('+')
def add_num(a,b):
    print(a+b)

add_num(1,5)

3.5 類裝飾器

使用類裝飾已有函數。

class MyDecorator(object):
    def __init__(self,func):
        self.__func = func
    # 實現__call__方法，讓對象變成可調用的對象，
    # 可調用的對象能夠像函數一樣被使用。
    def __call__(self,*args,**kwargs):
        # 對已有參數進行封裝
        print('--正在進行裝飾-----')
        self.__func()
        
@MyDecorator
def show():
    print("hello")

# 指向MyDecorator類創建實例對象--> show()==> 對象（）
show()

輸出：