简析Python的闭包和装饰器

什么是装饰器？
装饰器（Decorator）相对简单，咱们先介绍它：“装饰器的功能是将被装饰的函数当作参数传递给与装饰器对应的函数（名称相同的函数），并返回包装后的被装饰的函数”，听起来有点绕，没关系，直接看示意图,其中 a 为与装饰器 @a 对应的函数， b 为装饰器修饰的函数，装饰器@a的作用是：

简而言之：@a 就是将 b 传递给 a()，并返回新的 b = a(b)

栗子：

上面使用@dobi来表示装饰器，其等同于：qinfeng = dobi(qinfeng)
因此装饰器本质上就是个语法糖，其作用为简化代码，以提高代码可读性，运行上段代码的结果为：

解析过程是这样子的：
1.python 解释器发现@dobi，就去调用与其对应的函数（ dobi 函数）
2.dobi 函数调用前要指定一个参数，传入的就是@dobi下面修饰的函数，也就是 qinfeng()
3.dobi() 函数执行，调用 qinfeng()，qinfeng() 打印“dobi”

什么是闭包？
首先还得从基本概念说起，什么是闭包呢？来看下维基上的解释:
在计算机科学中，闭包（Closure）是词法闭包（Lexical Closure）的简称，是引用了自由变量的函数。这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在，即使已经离开了创造它的环境也不例外。所以，有另一种说法认为闭包是由函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。闭包在运行时可以有多个实例，不同的引用环境和相同的函数组合可以产生不同的实例。
....
上面提到了两个关键的地方： 自由变量 和 函数, 这两个关键稍后再说。还是得在赘述下“闭包”的意思，望文知意，可以形象的把它理解为一个封闭的包裹，这个包裹就是一个函数，当然还有函数内部对应的逻辑，包裹里面的东西就是自由变量，自由变量可以在随着包裹到处游荡。当然还得有个前提，这个包裹是被创建出来的。
在通过Python的语言介绍一下，一个闭包就是你调用了一个函数A，这个函数A返回了一个函数B给你。这个返回的函数B就叫做闭包。你在调用函数A的时候传递的参数就是自由变量。
举个栗子：

def func(name):
  def inner_func(age):
    print 'name:', name, 'age:', age
  return inner_func

bb = func('the5fire')
bb(26) # >>> name: the5fire age: 26

这里面调用func的时候就产生了一个闭包——inner_func,并且该闭包持有自由变量——name，因此这也意味着，当函数func的生命周期结束之后，name这个变量依然存在，因为它被闭包引用了，所以不会被回收。

另外再说一点，闭包并不是Python中特有的概念，所有把函数做为一等公民的语言均有闭包的概念。不过像Java这样以class为一等公民的语言中也可以使用闭包，只是它得用类或接口来实现。

nonlocal 语句
在 python 的函数内，可以直接引用外部变量，但不能改写外部变量，因此如果在闭包中直接改写父函数的变量，就会发生错误：

在 python 2 中可以在函数内使用 global 语句，但全局变量在任何语言中都不被提倡，因为它很难控制，python 3 中引入了 nonlocal 语句解决了这个问题：

Nonlocal 与 global 的区别在于 nonlocal 语句会去搜寻本地变量与全局变量之间的变量，其会优先寻找层级关系与闭包作用域最近的外部变量。

闭包与装饰器
上面已经简单演示了装饰器的功能，事实上，装饰器就是一种的闭包的应用，只不过其传递的是函数：

@makeitalic 装饰器将函数 hello 传递给函数 makeitalic，函数 makeitalic 执行完毕后返回被包装后的 hello 函数，而这个过程其实就是通过闭包实现的。@makebold 也是如此，只不过其传递的是 @makeitalic 装饰过的 hello 函数，因此最后的执行结果 <b> 在 <i> 外层，这个功能如果不用装饰器，其实就是显式的使用闭包：

闭包的作用
闭包的最大特点是可以将父函数的变量与内部函数绑定，并返回绑定变量后的函数（也即闭包），此时即便生成闭包的环境（父函数）已经释放，闭包仍然存在，这个过程很像类（父函数）生成实例（闭包），不同的是父函数只在调用时执行，执行完毕后其环境就会释放，而类则在文件执行时创建，一般程序执行完毕后作用域才释放，因此对一些需要重用的功能且不足以定义为类的行为，使用闭包会比使用类占用更少的资源，且更轻巧灵活，现举一例：假设我们仅仅想打印出各类动物的叫声，分别以类和闭包来实现：

可以看到输出结果是完全一样的，但显然类的实现相对繁琐，且这里只是想输出一下动物的叫声，定义一个 Animal 类未免小题大做，而且 voice 函数在执行完毕后，其作用域就已经释放，但 Animal 类及其实例 dog 的相应属性却一直贮存在内存中：

而这种占用对于实现该功能后，则是没有必要的。

除此之外，闭包还有很多其他功能，比如用于封装等，另外，闭包有效的减少了函数参数的数目，这对并行计算非常有价值，比如可以让每台电脑负责一个函数，然后串起来，实现流水化的作业等。

赞 (0)

相关推荐

  • Python的几个高级语法概念浅析(lambda表达式闭包装饰器)

    1. 匿名函数 匿名函数(anonymous function)是指未与任何标识符绑定的函数,多用在functional programming languages领域,典型应用场合: 1) 作为参数传给高阶函数(higher-order function ),如python中的built-in函数filter/map/reduce都是典型的高阶函数 2) 作为高阶函数的返回值(虽然此处的"值"实际上是个函数对象) 与命名函数(named function)相比,若函数只被调用1次或有

  • 12步教你理解Python装饰器

    通过下面的步骤让你由浅入深明白装饰器是什么.假定你拥有最基本的Python知识,本文阐述的东西可能对那些在工作中经常接触Python的人有很大的帮助. 1.函数(Functions) 在Python里,函数是用def关键字后跟一个函数名称和一个可选的参数表列来创建的,可以用关键字return指定返回值.下面让我们创建和调用一个最简单的函数: >>> def foo(): ... return 1 >>> foo() 1 该函数的函数体(在Python里将就是多行语句)是

  • 深入理解Python中装饰器的用法

    因为函数或类都是对象,它们也能被四处传递.它们又是可变对象,可以被更改.在函数或类对象创建后但绑定到名字前更改之的行为为装饰(decorator). "装饰器"后隐藏了两种意思--一是函数起了装饰作用,例如,执行真正的工作,另一个是依附于装饰器语法的表达式,例如,at符号和装饰函数的名称. 函数可以通过函数装饰器语法装饰: @decorator # ② def function(): # ① pass 函数以标准方式定义.① 以@做为定义为装饰器函数前缀的表达式②.在 @ 后的部分必须

  • Python装饰器基础详解

    装饰器(decorator)是一种高级Python语法.装饰器可以对一个函数.方法或者类进行加工.在Python中,我们有多种方法对函数和类进行加工,比如在Python闭包中,我们见到函数对象作为某一个函数的返回结果.相对于其它方式,装饰器语法简单,代码可读性高.因此,装饰器在Python项目中有广泛的应用. 前面快速介绍了装饰器的语法,在这里,我们将深入装饰器内部工作机制,更详细更系统地介绍装饰器的内容,并学习自己编写新的装饰器的更多高级语法. 什么是装饰器 装饰是为函数和类指定管理代码的一种

  • Python黑魔法@property装饰器的使用技巧解析

    @property有什么用呢?表面看来,就是将一个方法用属性的方式来访问. 上代码,代码最清晰了. class Circle(object): def __init__(self, radius): self.radius = radius @property def area(self): return 3.14 * self.radius ** 2 c = Circle(4) print c.radius print c.area 可以看到,area虽然是定义成一个方法的形式,但是加上@pr

  • python装饰器初探(推荐)

    一.含有一个装饰器 #encoding: utf-8 ############含有一个装饰器######### def outer(func): def inner(*args, **kwargs):#要装饰f1(),这里用这俩形式参数,可以接受任意个参数,不管f1定义几个参数 print "1" r = func(*args, **kwargs)#这里要用func,不要用f1 print "2" return r return inner @outer #这里ou

  • 深入理解Python装饰器

    装饰器简介: 装饰器(decorator)是一种高级Python语法.装饰器可以对一个函数.方法或者类进行加工.在Python中,我们有多种方法对函数和类进行加工,比如在Python闭包中,我们见到函数对象作为某一个函数的返回结果.相对于其它方式,装饰器语法简单,代码可读性高.因此,装饰器在Python项目中有广泛的应用. 装饰器最早在Python 2.5中出现,它最初被用于加工函数和方法这样的可调用对象(callable object,这样的对象定义有__call__方法).在Python 2

  • 浅析Python编写函数装饰器

    编写函数装饰器 本节主要介绍编写函数装饰器的相关内容. 跟踪调用 如下代码定义并应用一个函数装饰器,来统计对装饰的函数的调用次数,并且针对每一次调用打印跟踪信息. class tracer: def __init__(self,func): self.calls = 0 self.func = func def __call__(self,*args): self.calls += 1 print('call %s to %s' %(self.calls, self.func.__name__)

  • 详解Python装饰器由浅入深

    详解Python装饰器由浅入深

    装饰器的功能在很多语言中都有,名字也不尽相同,其实它体现的是一种设计模式,强调的是开放封闭原则,更多的用于后期功能升级而不是编写新的代码.装饰器不光能装饰函数,也能装饰其他的对象,比如类,但通常,我们以装饰函数为例子介绍其用法.要理解在Python中装饰器的原理,需要一步一步来.本文尽量描述得浅显易懂,从最基础的内容讲起. (注:以下使用Python3.5.1环境) 一.Python的函数相关基础 第一,必须强调的是python是从上往下顺序执行的,而且碰到函数的定义代码块是不会立即执行它的,只

  • Python的装饰器用法学习笔记

    在python中常看到在定义函数是使用@func. 这就是装饰器, 装饰器是把一个函数作为参数的函数,常常用于扩展已有函数,即不改变当前函数状态下增加功能. def run(): print "I'm run." 我有这么一个函数, 我想知道这个函数什么时候开始什么时候结束. 我应该这么写 def run(): print time.ctime() print "I'm run." print time.ctime() 但是如果不允许修改函数的话就需要装饰器了 de

  • 深入理解python中的闭包和装饰器

    深入理解python中的闭包和装饰器

    python中的闭包从表现形式上定义(解释)为:如果在一个内部函数里,对在外部作用域(但不是在全局作用域)的变量进行引用,那么内部函数就被认为是闭包(closure). 以下说明主要针对 python2.7,其他版本可能存在差异. 也许直接看定义并不太能明白,下面我们先来看一下什么叫做内部函数: def wai_hanshu(canshu_1): def nei_hanshu(canshu_2): # 我在函数内部有定义了一个函数 return canshu_1*canshu_2 return

随机推荐