Python

Python闭包与几种装饰器浅析

2019-05-07  本文已影响30人  越大大雨天

闭包

闭包是什么?
闭包可以保存外部函数的变量,可以增加代码的复用性,那具体闭包的构成是什么?

1. 闭包构成条件
2. 简单闭包代码示例
def person(name):
    def say(info):
        print(name,"说:",info)
    return say

按闭包的构成条件检查以上代码,3个条件都能符合,因此内部函数为闭包。
我们按以下代码调用闭包函数:

jerry =person("Jerry")
tom = person("Tom")

jerry("我爱python")
tom("php天下第一")
jerry("python是世界上最好的语言")
tom("我不管,php才是")
person("Lily")("反正我不喜欢程序员")

输出如下:

Jerry 说: 我爱python
Tom 说: php天下第一
Jerry 说: python是世界上最好的语言
Tom 说: 我不管,php才是
Lily 说: 反正我不喜欢程序员
3.闭包的外部变量修改

装饰器

装饰器函数的本质也是闭包,不过它是一种特殊的闭包,其除需满足闭包的三个条件外,还有一个特殊条件:装饰器的闭包函数有且只有一个参数,且该参数必须为函数。

1. 装饰器特点
2. 装饰器代码示例
def comment():
    print("这里发表评论")

现在有了新需求,要求用户在发表评论前需要先登录。不能改变整体代码中该功能函数的调用方式,不能修改原始函数的代码。
此时就需要用装饰器来扩展函数功能。
实现代码示例:

# 原函数
def comment():
    print("这里发表评论")

# 装饰器函数
def decorator(fuc):
    def inner():
        print("登录完成")
        return fuc()
    return inner
# 为了不修改原函数名,因此装饰器包裹原函数后仍命名为原函数名
# 此处不做代码执行分析,参考闭包处的实现。
comment = decorator(comment)
# 执行函数,注意此处函数名虽未变,但实际执行的函数已经指向了闭包inner()函数
comment()

执行结果:

登录完成
这里发表评论

这样就完成了一个简单的装饰器实例,在不修改原函数及函数名的情况下,为函数扩展了功能。

# 装饰器函数
def decorator(fuc):
    def inner():
        print("登录完成")
        return fuc()
    return inner

# 使用装饰器语法糖
@decorator
def comment():
    print("这里发表评论")
# 注释掉原来该处代码  
# comment = decorator(comment)
comment()

执行结果不变:

登录完成
这里发表评论

在实际使用中,几乎都是采用语法糖的写法,简单明了。

# 装饰器函数
def decorator(fuc):
    # 接收不定长参数兼容原函数所有参数,传递给内部fuc函数
    def inner(*args, **kwargs):
        print("登录完成")
        # 接收传递来的所有参数
        return fuc(*args, **kwargs)
    return inner
# 使用装饰器语法糖
@decorator
def comment(info):
    print(info)

comment("斑夏不倒!斑夏不倒!斑夏不倒!")

执行结果如下:

登录完成
斑夏不倒!斑夏不倒!斑夏不倒!

使装饰器内部函数接收*args,**kwargs将可以兼容原原函数传递的所有长度和种类的参数。

# p标签装饰器
def make_p(fn):
    def inner():
        result = "<p>"+ fn() + "</p>"
        return result
    return inner
# div标签装饰器
def make_div(fn):
    def inner():
        result = "<div>"+ fn() + "</div>"
        return result
    return inner
# 对原函数使用多个装饰器进行装饰
@make_div
@make_p
def content():
    return "人生苦短!"

content()

执行结果如下:

'<div><p>人生苦短!</p></div>'

从结果可以看到,<p>标签在内部,而<div>标签在外部,这是因为在使用多个装饰器对函数进行装饰时,装饰顺序为:
离函数最近的装饰器先装饰,然后外面的装饰器再进行装饰,是由内到外的装饰过程。

# 在装饰器外再包裹上一个函数,用最外面的函数接收参数,返回装饰器
def make_lable(lable):
    # 内部和普通的装饰器并无差别,只是多了使用最外层函数传递的参数。
    def make(fn):
        def inner():
            # 使用传递的参数
            result = "<%s>" % lable + fn() + "</%s>" % lable
            return result
        return inner
    # 返回装饰器
    return make

@make_lable('div')
@make_lable('ul')
@make_lable('li')
def content():
    return "人生苦短!"

content()

执行结果如下:

'<div><ul><li>人生苦短!</li></ul></div>'

这样,我们只需要定义一个装饰器函数,便可以对函数进行不同标签的装饰,灵活性和复用性更强。
需要注意的是:
使用带有参数的装饰器,其实是在装饰器外面又包裹了一个函数,使用该函数接收参数,返回是装饰器,因为 @ 符号需要配合装饰器实例使用。

class Check(object):
    def __init__(self, fn):
        # 初始化操作在此完成
        self.__fn = fn

    # 实现__call__方法,表示对象是一个可调用对象,可以像调用函数一样进行调用。
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 添加装饰功能
        print("请先登陆...")
        self.__fn()

@Check
def comment():
    print("发表评论")

comment()

执行结果如下:

请先登陆...
发表评论

需要注意的是:
1. @Check 等价于 comment = Check(comment), 所以需要提供一个init方法,并多增加一个fn参数,类才能接收参数。
2. 要想类的实例对象能够像函数一样调用,需要在类里面使用__call__方法,把类的实例变成可调用对象(callable),也就是说可以像调用函数一样进行调用。(注:函数可调用的原因正是因为其内部实现了__call__方法)
3. 在__call__方法里进行对fn函数的装饰,可以添加额外的功能。

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