python闭包和装饰器你了解吗

2024-10-01 16:59:03

一、闭包

1. 什么是闭包？

在函数中可以（嵌套）定义另一个函数时，如果内部的函数引用了外部的函数的变量，则可能产生闭包。

闭包可以用来在一个函数与一组“私有”变量之间创建关联关系。

在给定函数被多次调用的过程中，这些私有变量能够保持其持久性。

2. 形成闭包的三个条件(缺一不可)

必须有一个内嵌函数(函数里定义的函数）——这对应函数之间的嵌套

内嵌函数必须引用一个定义在闭合范围内(外部函数里)的变量——内部函数引用外部变量

外部函数必须返回内嵌函数——必须返回那个内部函数

换句话说：

其实，闭包的概念很简单：一个可以引用在函数闭合范围内变量的函数。即"内部函数"，只有那个内部函数才有所谓的__closure__属性。

3. 闭包的原理

形成闭包之后，闭包函数会获得一个非空的__closure__属性（对比我们最后的函数test，test是一个不具备闭包的函数，它的__closure__属性是None），这个属性是一个元组。

组里面的对象为cell对象，而访问cell对象的cell_contents属性则可以得到闭包变量的当前值（即上一次调用之后的值）。

而随着闭包的继续调用，变量会再次更新。

所以可见，一旦形成闭包之后，python确实会将__closure__和闭包函数绑定作为储存闭包变量的场所

4. 闭包的好处

闭包不是必须的。

没了闭包，python的功能一点不会被影响

有了闭包，只是提供给你一种额外的解决方案。

二、装饰器

1. 什么是装饰器

饰器是这样一种设计模式：如果一个类（函数）希望添加其他类（函数）的一些功能，而不希望通过继承或是直接修改源代码实现，那么可以使用装饰器模式。

简单来说Python中的装饰器就是指某些函数或其他可调用对象，以函数或类作为可选输入参数，然后返回函数或类的形式。通过这个在Python2.6版本中被新加入的特性可以用来实现装饰器设计模式。

饰器就是一个可以接受调用也可以返回调用的函数，该函数接受被装饰的函数作为其位置参数。装饰器通过使用该参数来执行某些操作，然后返回原始参数或一些其他的调用

函数也是对象，也可以当做参数传递

2. 装饰器有什么用

可以考虑在装饰器中置入通用功能的代码来降低程序复杂度。例如，可以用装饰器来：

引入日志

增加计时逻辑来检测性能

给函数加入事务的能力

权限控制

3. 小练习

这里有个小练习，可以来试试哈 >-<

用装饰器实现权限控制

定义一个全局变量：username

定义add函数，实现两个数相加

实现login_required装饰器，如果username值为root，提示"欢迎" 并计算结果，否则"没有权限

代码如下（示例）：

三. 编写和使用装饰器

1. 小案例

2.应用注意事项

应用多个装饰器

封装时，至下而上

执行时，至上而下

在实际应用的场景中，当我们采用上面的方式写了两个装饰方法比如先验证有没有登录 @login_required ，再验证权限够不够时 @permision_allowed

3.保留元数据-什么是元数据

元数据（Metadata），又称中介数据、中继数据，为描述数据的数据（data about data），主要是描述数据属性（property）的信息

函数的重要的元信息比如名字、文档字符串、注解和参数签名等

4.保留元数据-装饰器后为什么元数据会丢失

因为return执行的，是经过调用封装后的函数

5.保留元数据

利用**@functools.wraps(fun)**，将一个函数的重要内容复制到另一个函数

温馨提醒：任何时候你定义装饰器的时候,都应该使用 functools 库中的 @wraps 装饰器来注解底层包装函数。

6.小案例

7.内置的装饰器

Python还提供了类装饰器与**@staticmethod**，@classmethod，@property和这三个在面向对象编程中常用的装饰器

staticmethod：把类中定义的实例方法变成静态方法

classmethod：把类中定义的实例方法变成类方法

property：把类中定义的实例方法变成类属性。

四. 装饰器的应用

1.为什么使用装饰器

模块化且清晰明确

代码重用

装饰器是显式的，增强可读性

2.在何处使用装饰器

Python标准库中包括很多包含装饰器的模块，并且很多常用工具和框架利用它们实现常功能，如，

要使用一个类上的方法不需要这个类的实例(@classmethod或@staticmethod)

mock模块（单元测试python3.3后加入标准库-@mock.patch或@mock.patch.object）

Django(@login_required, @permission_reqired)

Flask(@app.route) 充当url与函数之间的注册表

Celery(@task) 返回Task类实例

插入日志、性能测试、事务处理、缓存、权限校验等场景

记录结果、增加计时逻辑来检测性能等

五. 课后作业

1.实现函数注册表

2.完善三创购物系统

所有用户存放在Excel中（用户名，密码，余额）

定义装饰器login_required，给需要的功能添加装饰器

查看超市物品，不需要登录 • 购物及查看余额，需要登录

先验证用户是否已经登录（如果用户未登录提示“用户未登录，请登录后重试”，并跳转到功能菜单）

总结

对于闭包的原理和好处十分重要，尤其是原理部分一定要好好消化一下，应用很广泛。

对于装饰器部分，要了解它是怎么应用的，在什么时候，什么地方应用，多写几个案例就明白了。

本片文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注我们的更多内容！

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