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python高级语法之闭包和装饰器详解

一、闭包

闭包的形成条件：

1.函数嵌套。

2.内部函数使用了外部函数的变量或者参数。

3.外部函数返回了使用外部变量的内部函数。

二、一个简单的例子

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)

闭包修改外部函数的变量：

在闭包内修改外部函数的变量需要使用nonlocal关键字

def func_out():
    # 外部函数的变量
    num1 = 10
    def func_inner():
        # 在闭包内修改外部函数的变量
        nonlocal num1
        num1 = 20
        res = num1 +20
        print(res)
    print("修改前的变量", num1)
    func_inner()
    print("修改后的变量", num1)
    return func_inner
new_func = func_out()
new_func()

三、装饰器

3.1 简单装饰器

装饰器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，也就是说也是一个函数嵌套。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

用户在发表评论的时候需要验证用户是否登录，我们首先会想到去修改原来的函数，在函数里面添加一些功能，但是在现在这分工合作的时代，这样的修改很容易出现修改了祖传的代码后，函数出现问题，也影响代码的高效复用。为了能够不重新修改原来的评论的代码，实现高水平的代码复用。

原本的函数及其调用：

def comment():
    print("执行祖传代码.....")
    print("发表评论")
# 调用评论功能
comment()

自己手写一个实现装饰器功能的函数实现登录验证：

def decorator(func):
    def inner():
        print('正在验证登录者身份...\n验证成功')
        func()
    return inner


def comment():
    print("执行祖传代码.....")
    print("发表评论")
# 调用评论功能
comment = decorator(comment)
comment()

输入结果：

正在验证登录者身份…
验证成功
执行祖传代码…
发表评论

3.1.1 使用装饰器的语法糖

装饰器的语法糖写法：@装饰器名称

如例子可以改写为：

def decorator(func):
    def inner():
        print('正在验证登录者身份...\n验证成功')
        func()
    return inner

@decorator
def comment():
    print("执行祖传代码.....")
    print("发表评论")

# 调用函数
comment()

运行结果：

正在验证登录者身份…
验证成功
执行祖传代码…
发表评论

3.1.2 装饰器的执行时机

先说结论：在使用装饰器语法糖时，会先将该装饰器函数执行一遍。

def decorator(func):
    # 测试装饰器的执行时机
    print('--remark1----')
    def inner():
        print('正在验证登录者身份...\n验证成功')
        func()
    print('----remark2---')
    return inner

@decorator
def comment():
    print("执行祖传代码.....")
    print("发表评论")

输出结果：

–remark1----
----remark2—

3.2 通用装饰器

装饰的函数可能有参数传递，或者有返回值，上面写的例子中，如果依然用上面的方法及逆行装饰器的装饰将会出现问题，那是否有一个通用的装饰器能够装饰任意函数呢？

3.2.1 装饰带有参数的函数

def logging(fn):
    def inner(num1,num2):
        print('执行了一次计算')
        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)

3.2.2. 装饰带有返回值的函数：

def logging(fn):
    def inner(num1,num2):
        print('执行了一次计算')
        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
    
print(sum_num(1,2))

3.2.3 实现通用装饰器

*args: 用于接收元组参数，可传可不传

**kwargs: 用于接收字典类型参数，可传可不传

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 多个装饰器的使用

多个装饰器的过程：由内到外的装饰过程，先执行内部装饰器，再执行外部装饰器。

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

分步拆解：content = make_p(content), 内部装饰器完成content=make_p.inner, content = make_div(make_p.inner)

def make_div(func):
    print("make_div装饰器执行了")
    def inner():
        # 在内部函数对已有函数进行装饰
        result = "div>" + func() +"/div>"
        return result
    return inner

def make_p(func):
    print("make_p装饰器执行了")
    def inner():
        # 在内部函数对已有函数进行装饰
        result = "p>" + func() +"/p>"
        return result
    return inner

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

输出：

make_p装饰器执行了
make_div装饰器执行了
div>p>人生苦短，我用Python/p>/div>

3.4 带有参数的装饰器

带有参数的装饰器时机上就是定义了一个函数，让函数接收参数，再函数内部返回该装饰器。

如定义一个能够判断加减的装饰器：

def return_decorator(flag):
    def decorator(func):
        def inner(a,b):
            if flag == '+':
                print("正在进行加法运算")
            elif flag == '-':
                print("正在进行减法运算")
            func(a,b)
        return inner
    return decorator
@return_decorator('+')
def add_num(a,b):
    print(a+b)

add_num(1,5)

3.5 类装饰器

使用类装饰已有函数。

class MyDecorator(object):
    def __init__(self,func):
        self.__func = func
    # 实现__call__方法，让对象变成可调用的对象，
    # 可调用的对象能够像函数一样被使用。
    def __call__(self,*args,**kwargs):
        # 对已有参数进行封装
        print('--正在进行装饰-----')
        self.__func()
        
@MyDecorator
def show():
    print("hello")

# 指向MyDecorator类创建实例对象--> show()==> 对象（）
show()

输出：