Python闭包和装饰器

旧城等待， 2024-04-08 13:10 107阅读 0赞

#### 目录 ####

*  1.闭包
 *   *  1.1 闭包的介绍
     *  1.2 闭包的构成条件
     *  1.3 简单闭包的示例
     *  1.4 闭包的作用
     *  1.5 修改闭包内使用的外部变量
 *  2.装饰器
 *   *  2.1 装饰器的定义
     *  2.2 装饰器的示例代码
     *  2.3 装饰器的语法糖写法
     *  2.4 装饰带有参数的函数
     *  2.5 装饰带有返回值的函数
     *  2.6 装饰带有不定长参数的函数
     *  2.7 多个装饰器的使用
 *  3 property属性作用及设置方法
 *   *  3.1. property属性的介绍
     *  3.2装饰器方式
     *  3.3 类属性方式
     *  3.4 小结

--------------------

## 1.闭包 ##

### 1.1 闭包的介绍 ###

函数回顾  
![在这里插入图片描述][155c573f5e9241ecb0acfb3e23014a73.png]  
函数如果是名字只是存放地址，如果是括号是调用其中的方法  
![在这里插入图片描述][e336a76afbbd4cffb6e0677a423b4513.png]

![在这里插入图片描述][2b4bef2a0efd44c9bea0782a039cf1c3.png]  
![在这里插入图片描述][28a7b9832a434edab115ba25a871b415.png]

我们知道当函数调用完，函数内定义的变量都销毁了，但是我们有时候需要保存函数内的这个变量，每次在这个变量的基础上完成一些列的操作，比如: 每次在这个变量的基础上和其它数字进行求和计算，那怎么办呢?

我们就可以通过咱们今天学习的闭包来解决这个需求。

闭包的定义:

`在函数嵌套的前提下，内部函数使用了外部函数的变量，并且外部函数返回了内部函数，我们把这个使用外部函数变量的内部函数称为闭包。`

### 1.2 闭包的构成条件 ###

通过闭包的定义，我们可以得知闭包的形成条件:

1.  在函数嵌套(函数里面再定义函数)的前提下
2.  内部函数使用了外部函数的变量(还包括外部函数的参数)
3.  外部函数返回了内部函数

### 1.3 简单闭包的示例 ###

# 定义一个外部函数
    def func_out(num1):
        # 定义一个内部函数
        def func_inner(num2):
            # 内部函数使用了外部函数的变量(num1)
            result = num1 + num2
            print("结果是:", result)
        # 外部函数返回了内部函数，这里返回的内部函数就是闭包
        return func_inner
    
    # 创建闭包实例    
    f = func_out(1)
    # 执行闭包
    f(2)
    f(3)

结果：

结果是: 3
    结果是: 4

闭包执行结果的说明:  
![在这里插入图片描述][bb912b4a36bb43b1a9cbdf3d12da42e1.png]

通过上面的输出结果可以看出闭包保存了外部函数内的变量num1，每次执行闭包都是在num1 = 1 基础上进行计算。

### 1.4 闭包的作用 ###

*  闭包可以保存外部函数内的变量，不会随着外部函数调用完而销毁。  
    注意点:
 *  由于闭包引用了外部函数的变量，则外部函数的变量没有及时释放，消耗内存。

### 1.5 修改闭包内使用的外部变量 ###

`nonlocal num # 告诉解释器需要修改函数外的变量，不是修改全局边那里`

def func_out():
        num = 10
    
        def func_inner():
            nonlocal num  # 告诉解释器需要修改函数外的变量，不是修改全局边那里
            num = 20
            result = num + 30
            print(result)
    
        print("num:", num)
        func_inner()
        print("num:", num)
    
        return func_inner
    
    closure = func_out()
    closure()

结果：

num: 10
    50
    num: 20
    50

## 2.装饰器 ##

### 2.1 装饰器的定义 ###

就是给已有函数增加额外功能的函数，它本质上就是一个闭包函数。

装饰器的功能特点:

1.  不修改已有函数的源代码
2.  不修改已有函数的调用方式
3.  给已有函数增加额外的功能

### 2.2 装饰器的示例代码 ###

# 添加一个登录验证的功能
    def check(fn):
        def inner():
            print("请先登录....")
            fn()
        return inner
    
    
    def comment():
        print("发表评论")
    
    # 使用装饰器来装饰函数
    comment = check(comment)
    comment()
    
    # 装饰器的基本雏形
    # def decorator(fn): # fn:目标函数.
    #     def inner():
    #         '''执行函数之前'''
    #         fn() # 执行被装饰的函数
    #         '''执行函数之后'''
    #     return inner

代码说明:

*  闭包函数有且只有一个参数，必须是函数类型，这样定义的函数才是装饰器。
 *  写代码要遵循开放封闭原则，它规定已经实现的功能代码不允许被修改，但可以被扩展。  
    执行结果:

请先登录....
    发表评论

### 2.3 装饰器的语法糖写法 ###

如果有多个函数都需要添加登录验证的功能，每次都需要编写func = check(func)这样代码对已有函数进行装饰，这种做法还是比较麻烦。

Python给提供了一个装饰函数更加简单的写法，那就是语法糖，语法糖的书写格式是: @装饰器名字，通过语法糖的方式也可以完成对已有函数的装饰

# 添加一个登录验证的功能
    def check(fn):
        print("装饰器函数执行了")
        def inner():
            print("请先登录....")
            fn()
        return inner
    
    # 使用语法糖方式来装饰函数
    @check
    def comment():
        print("发表评论")
    
    comment()

说明:

*  @check 等价于 comment = check(comment)
 *  装饰器的执行时间是加载模块时立即执行。

执行结果:

请先登录....
    发表评论

### 2.4 装饰带有参数的函数 ###

# 添加输出日志的功能
    def logging(fn):
        def inner(num1, num2):
            print("--正在努力计算--")
            fn(num1, num2)
    
        return inner
    
    
    # 使用装饰器装饰函数
    @logging
    def sum_num(a, b):
        result = a + b
        print(result)
    
    sum_num(1, 2)

结果：

--正在努力计算--
    3

### 2.5 装饰带有返回值的函数 ###

# 添加输出日志的功能
    def logging(fn):
        def inner(num1, num2):
            print("--正在努力计算--")
            result = fn(num1, num2)
            return result
        return inner
    
    
    # 使用装饰器装饰函数
    @logging
    def sum_num(a, b):
        result = a + b
        return result
    
    result = sum_num(1, 2)
    print(result)

结果：

--正在努力计算--
    3

### 2.6 装饰带有不定长参数的函数 ###

# 添加输出日志的功能
    def logging(fn):
        def inner(*args, **kwargs):
            print("--正在努力计算--")
            fn(*args, **kwargs)
    
        return inner
    
    
    # 使用语法糖装饰函数
    @logging
    def sum_num(*args, **kwargs):
        result = 0
        for value in args:
            result += value
    
        for value in kwargs.values():
            result += value
    
        print(result)
    
    sum_num(1, 2, a=10)

结果：

--正在努力计算--
    13

### 2.7 多个装饰器的使用 ###

def make_div(func):
        """对被装饰的函数的返回值 div标签"""
        def inner(*args, **kwargs):
            return "<div>" + func() + "</div>"
        return inner
    
    
    def make_p(func):
        """对被装饰的函数的返回值 p标签"""
        def inner(*args, **kwargs):
            return "<p>" + func() + "</p>"
        return inner
    
    
    # 装饰过程: 1 content = make_p(content) 2 content = make_div(content)
    # content = make_div(make_p(content))
    @make_div
    @make_p
    def content():
        return "人生苦短"
    
    result = content()
    
    print(result)

结果：

## 3 property属性作用及设置方法 ##

### 3.1. property属性的介绍 ###

property属性就是负责把一个方法当做属性进行使用，这样做可以简化代码使用。

**定义property属性有两种方式**

1.  装饰器方式
    
    1.  \-@property:取得属性值，修饰的方法有且只有一个self参数；
    2.  \-@方法名.setter:设置属性值，修饰的方法，只能传一个参数
    3.  \-@方法名.deleter:删除属性的方法有且只有一个self参数
2.  类属性方式

def __init__(self, fget=None, fset=None, fdel=None, doc=None): # known special case of property.__init__
            """
            Property attribute.
              fget
                function to be used for getting an attribute value
              fset
                function to be used for setting an attribute value
              fdel
                function to be used for del'ing an attribute
              doc
                docstring
            Typical use is to define a managed attribute x:
            class C(object):
                def getx(self): return self._x
                def setx(self, value): self._x = value
                def delx(self): del self._x
                x = property(getx, setx, delx, "I'm the 'x' property.")
            Decorators make defining new properties or modifying existing ones easy:
            class C(object):
                @property
                def x(self):
                    "I am the 'x' property."
                    return self._x
                @x.setter
                def x(self, value):
                    self._x = value
                @x.deleter
                def x(self):
                    del self._x
            # (copied from class doc)
            """
            pass

### 3.2装饰器方式 ###

class Person(object):
        def __init__(self):
            self.__age = 0
        # 装饰器方式的property, 把age方法当做属性使用, 表示当获取属性时会执行下面修饰的方法
        @property
        def age(self):
            return self.__age
        # 把age方法当做属性使用, 表示当设置属性时会执行下面修饰的方法
        @age.setter
        def age(self, new_age):
            if new_age >= 150:
                print("age,大于150")
            else:
                self.__age = new_age
    # 创建person
    p = Person()
    print(p.age)
    p.age = 100
    print(p.age)
    p.age = 1000

**运行结果:**

0
    100
    age,大于150

**代码说明:**

*  @property 表示把方法当做属性使用, 表示当获取属性时会执行下面修饰的方法
 *  @方法名.setter 表示把方法当做属性使用,表示当设置属性时会执行下面修饰的方法
 *  装饰器方式的property属性修饰的方法名一定要一样。

### 3.3 类属性方式 ###

class Person(object):
        def __init__(self):
            self.__age = 0
        def get_age(self):
            """当获取age属性的时候会执行该方法"""
            return self.__age
        def set_age(self, new_age):
            """当设置age属性的时候会执行该方法"""
            if new_age >= 150:
                print("走了set_age,大于150")
            else:
                self.__age = new_age
        # 类属性方式的property属性
        age = property(get_age, set_age)
    # 创建person
    p = Person()
    print(p.age)
    p.age = 100
    print(p.age)
    p.age = 1000

**运行结果:**

0
    100
    走了set_age,大于150

**代码说明:**

*  property的参数说明:
    
     *  第一个参数是获取属性时要执行的方法
     *  第二个参数是设置属性时要执行的方法

### 3.4 小结 ###

*  定义property属性有两种方式:
    
    1.  装饰器方式
    2.  类属性方式
 *  装饰器方式:
    
    1.  @property 修饰获取值的方法
    2.  @方法名.setter 修饰设置值的方法
 *  类属性方式:
    
    1.  类属性 = property(获取值方法, 设置值方法)

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