注意:這種發(fā)方法并不是裝飾器最常用的功能,但是在降低代碼重復上可謂是首屈一指。比如:如果不使用裝飾器,上述代碼可能會很多:
創(chuàng)新互聯公司堅持“要么做到,要么別承諾”的工作理念,服務領域包括:網站設計制作、成都網站建設、企業(yè)官網、英文網站、手機端網站、網站推廣等服務,滿足客戶于互聯網時代的溫縣網站設計、移動媒體設計的需求,幫助企業(yè)找到有效的互聯網解決方案。努力成為您成熟可靠的網絡建設合作伙伴!
當然,這里也有一個潛在的風險,就是當裝飾器包裹的函數已經用了debug作為參數名,那么裝飾器這里將會報錯,所以要添加額外的一些判斷來完善代碼:
最后還剩下一部分比較難理解的地方,我將理解的注釋在每行代碼上方,這個問題就是,在打印被修飾函數的參數簽名時,其實并不能正確顯示參數簽名,原因是因為被wrapper修飾過后的函數實際上應該使用的是wrapper的參數簽名表,例如:
所以,接下來,完成最后最難的一步:
裝飾器能有助于檢查某個人是否被授權去使用一個web應用的端點(endpoint)。它們被大量使用于Flask和Django web框架中。這里是一個例子來使用基于裝飾器的授權:
日志是裝飾器運用的另一個亮點。這是個例子:
我敢肯定你已經在思考裝飾器的一個其他聰明用法了。
帶參數的裝飾器是典型的閉包函數 (略,參考我之前文章)
我們回到日志的例子,并創(chuàng)建一個包裹函數,能讓我們指定一個用于輸出的日志文件。
現在我們有了能用于正式環(huán)境的 logit 裝飾器,但當我們的應用的某些部分還比較脆弱時,異常也許是需要更緊急關注的事情。比方說有時你只想打日志到一個文件。而有時你想把引起你注意的問題發(fā)送到一個email,同時也保留日志,留個記錄。這是一個使用繼承的場景,但目前為止我們只看到過用來構建裝飾器的函數。
幸運的是,類也可以用來構建裝飾器。那我們現在以一個類而不是一個函數的方式,來重新構建logit。
具體再參考我 之前文章 ,廖神講解的更清晰
屬于混合編程的問題。較全面的介紹一下,不僅限于題主提出的問題。
以下討論中,Python指它的標準實現,即CPython(雖然不是很嚴格)
本文分4個部分
C/C++ 調用 Python (基礎篇)— 僅討論Python官方提供的實現方式
Python 調用 C/C++ (基礎篇)— 僅討論Python官方提供的實現方式
C/C++ 調用 Python (高級篇)— 使用 Cython
Python 調用 C/C++ (高級篇)— 使用 SWIG
練習本文中的例子,需要搭建Python擴展開發(fā)環(huán)境。具體細節(jié)見搭建Python擴展開發(fā)環(huán)境 - 蛇之魅惑 - 知乎專欄
1 C/C++ 調用 Python(基礎篇)
Python 本身就是一個C庫。你所看到的可執(zhí)行體python只不過是個stub。真正的python實體在動態(tài)鏈接庫里實現,在Windows平臺上,這個文件位于 %SystemRoot%\System32\python27.dll。
你也可以在自己的程序中調用Python,看起來非常容易:
//my_python.c
#include Python.h
int main(int argc, char *argv[])
{
Py_SetProgramName(argv[0]);
Py_Initialize();
PyRun_SimpleString("print 'Hello Python!'\n");
Py_Finalize();
return 0;
}
在Windows平臺下,打開Visual Studio命令提示符,編譯命令為
cl my_python.c -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
在Linux下編譯命令為
gcc my_python.c -o my_python -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
在Mac OS X 下的編譯命令同上
產生可執(zhí)行文件后,直接運行,結果為輸出
Hello Python!
Python庫函數PyRun_SimpleString可以執(zhí)行字符串形式的Python代碼。
雖然非常簡單,但這段代碼除了能用C語言動態(tài)生成一些Python代碼之外,并沒有什么用處。我們需要的是C語言的數據結構能夠和Python交互。
下面舉個例子,比如說,有一天我們用Python寫了一個功能特別強大的函數:
def great_function(a):
return a + 1
接下來要把它包裝成C語言的函數。我們期待的C語言的對應函數應該是這樣的:
int great_function_from_python(int a) {
int res;
// some magic
return res;
}
首先,復用Python模塊得做‘import’,這里也不例外。所以我們把great_function放到一個module里,比如說,這個module名字叫 great_module.py
接下來就要用C來調用Python了,完整的代碼如下:
#include Python.h
int great_function_from_python(int a) {
int res;
PyObject *pModule,*pFunc;
PyObject *pArgs, *pValue;
/* import */
pModule = PyImport_Import(PyString_FromString("great_module"));
/* great_module.great_function */
pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "great_function");
/* build args */
pArgs = PyTuple_New(1);
PyTuple_SetItem(pArgs,0, PyInt_FromLong(a));
/* call */
pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
res = PyInt_AsLong(pValue);
return res;
}
從上述代碼可以窺見Python內部運行的方式:
所有Python元素,module、function、tuple、string等等,實際上都是PyObject。C語言里操縱它們,一律使用PyObject *。
Python的類型與C語言類型可以相互轉換。Python類型XXX轉換為C語言類型YYY要使用PyXXX_AsYYY函數;C類型YYY轉換為Python類型XXX要使用PyXXX_FromYYY函數。
也可以創(chuàng)建Python類型的變量,使用PyXXX_New可以創(chuàng)建類型為XXX的變量。
若a是Tuple,則a[i] = b對應于 PyTuple_SetItem(a,i,b),有理由相信還有一個函數PyTuple_GetItem完成取得某一項的值。
不僅Python語言很優(yōu)雅,Python的庫函數API也非常優(yōu)雅。
現在我們得到了一個C語言的函數了,可以寫一個main測試它
#include Python.h
int great_function_from_python(int a);
int main(int argc, char *argv[]) {
Py_Initialize();
printf("%d",great_function_from_python(2));
Py_Finalize();
}
編譯的方式就用本節(jié)開頭使用的方法。
在Linux/Mac OSX運行此示例之前,可能先需要設置環(huán)境變量:
bash:
export PYTHONPATH=.:$PYTHONPATH
csh:
setenv PYTHONPATH .:$PYTHONPATH
2 Python 調用 C/C++(基礎篇)
這種做法稱為Python擴展。
比如說,我們有一個功能強大的C函數:
int great_function(int a) {
return a + 1;
}
期望在Python里這樣使用:
from great_module import great_function
great_function(2)
3
考慮最簡單的情況。我們把功能強大的函數放入C文件 great_module.c 中。
#include Python.h
int great_function(int a) {
return a + 1;
}
static PyObject * _great_function(PyObject *self, PyObject *args)
{
int _a;
int res;
if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", _a))
return NULL;
res = great_function(_a);
return PyLong_FromLong(res);
}
static PyMethodDef GreateModuleMethods[] = {
{
"great_function",
_great_function,
METH_VARARGS,
""
},
{NULL, NULL, 0, NULL}
};
PyMODINIT_FUNC initgreat_module(void) {
(void) Py_InitModule("great_module", GreateModuleMethods);
}
除了功能強大的函數great_function外,這個文件中還有以下部分:
包裹函數_great_function。它負責將Python的參數轉化為C的參數(PyArg_ParseTuple),調用實際的great_function,并處理great_function的返回值,最終返回給Python環(huán)境。
導
出表GreateModuleMethods。它負責告訴Python這個模塊里有哪些函數可以被Python調用。導出表的名字可以隨便起,每一項有4
個參數:第一個參數是提供給Python環(huán)境的函數名稱,第二個參數是_great_function,即包裹函數。第三個參數的含義是參數變長,第四個
參數是一個說明性的字符串。導出表總是以{NULL, NULL, 0, NULL}結束。
導出函數initgreat_module。這個的名字不是任取的,是你的module名稱添加前綴init。導出函數中將模塊名稱與導出表進行連接。
在Windows下面,在Visual Studio命令提示符下編譯這個文件的命令是
cl /LD great_module.c /o great_module.pyd -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
/LD 即生成動態(tài)鏈接庫。編譯成功后在當前目錄可以得到 great_module.pyd(實際上是dll)。這個pyd可以在Python環(huán)境下直接當作module使用。
在Linux下面,則用gcc編譯:
gcc -fPIC -shared great_module.c -o great_module.so -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
在當前目錄下得到great_module.so,同理可以在Python中直接使用。
本部分參考資料
《Python源碼剖析-深度探索動態(tài)語言核心技術》是系統(tǒng)介紹CPython實現以及運行原理的優(yōu)秀教程。
Python 官方文檔的這一章詳細介紹了C/C++與Python的雙向互動Extending and Embedding the Python Interpreter
關于編譯環(huán)境,本文所述方法僅為出示原理所用。規(guī)范的方式如下:3. Building C and C++ Extensions with distutils
作為字典使用的官方參考文檔 Python/C API Reference Manual
用以上的方法實現C/C++與Python的混合編程,需要對Python的內部實現有相當的了解。接下來介紹當前較為成熟的技術Cython和SWIG。
3 C/C++ 調用 Python(使用Cython)
在
前面的小節(jié)中談到,Python的數據類型和C的數據類型貌似是有某種“一一對應”的關系的,此外,由于Python(確切的說是CPython)本身是
由C語言實現的,故Python數據類型之間的函數運算也必然與C語言有對應關系。那么,有沒有可能“自動”的做替換,把Python代碼直接變成C代碼
呢?答案是肯定的,這就是Cython主要解決的問題。
安裝Cython非常簡單。Python 2.7.9以上的版本已經自帶easy_install:
easy_install -U cython
在Windows環(huán)境下依然需要Visual
Studio,由于安裝的過程需要編譯Cython的源代碼,故上述命令需要在Visual
Studio命令提示符下完成。一會兒使用Cython的時候,也需要在Visual
Studio命令提示符下進行操作,這一點和第一部分的要求是一樣的。
繼續(xù)以例子說明:
#great_module.pyx
cdef public great_function(a,index):
return a[index]
這其中有非Python關鍵字cdef和public。這些關鍵字屬于Cython。由于我們需要在C語言中使用
“編譯好的Python代碼”,所以得讓great_function從外面變得可見,方法就是以“public”修飾。而cdef類似于Python的
def,只有使用cdef才可以使用Cython的關鍵字public。
這個函數中其他的部分與正常的Python代碼是一樣的。
接下來編譯 great_module.pyx
cython great_module.pyx
得到great_module.h和great_module.c。打開great_module.h可以找到這樣一句聲明:
__PYX_EXTERN_C DL_IMPORT(PyObject) *great_function(PyObject *, PyObject *)
寫一個main使用great_function。注意great_function并不規(guī)定a是何種類型,它的
功能只是提取a的第index的成員而已,故使用great_function的時候,a可以傳入Python
String,也可以傳入tuple之類的其他可迭代類型。仍然使用之前提到的類型轉換函數PyXXX_FromYYY和PyXXX_AsYYY。
//main.c
#include Python.h
#include "great_module.h"
int main(int argc, char *argv[]) {
PyObject *tuple;
Py_Initialize();
initgreat_module();
printf("%s\n",PyString_AsString(
great_function(
PyString_FromString("hello"),
PyInt_FromLong(1)
)
));
tuple = Py_BuildValue("(iis)", 1, 2, "three");
printf("%d\n",PyInt_AsLong(
great_function(
tuple,
PyInt_FromLong(1)
)
));
printf("%s\n",PyString_AsString(
great_function(
tuple,
PyInt_FromLong(2)
)
));
Py_Finalize();
}
編譯命令和第一部分相同:
在Windows下編譯命令為
cl main.c great_module.c -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
在Linux下編譯命令為
gcc main.c great_module.c -o main -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
這個例子中我們使用了Python的動態(tài)類型特性。如果你想指定類型,可以利用Cython的靜態(tài)類型關鍵字。例子如下:
#great_module.pyx
cdef public char great_function(const char * a,int index):
return a[index]
cython編譯后得到的.h里,great_function的聲明是這樣的:
__PYX_EXTERN_C DL_IMPORT(char) great_function(char const *, int);
很開心對不對!
這樣的話,我們的main函數已經幾乎看不到Python的痕跡了:
//main.c
#include Python.h
#include "great_module.h"
int main(int argc, char *argv[]) {
Py_Initialize();
initgreat_module();
printf("%c",great_function("Hello",2));
Py_Finalize();
}
在這一部分的最后我們給一個看似實用的應用(僅限于Windows):
還是利用剛才的great_module.pyx,準備一個dllmain.c:
#include Python.h
#include Windows.h
#include "great_module.h"
extern __declspec(dllexport) int __stdcall _great_function(const char * a, int b) {
return great_function(a,b);
}
BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason,LPVOID lpReserved) {
switch( fdwReason ) {
case DLL_PROCESS_ATTACH:
Py_Initialize();
initgreat_module();
break;
case DLL_PROCESS_DETACH:
Py_Finalize();
break;
}
return TRUE;
}
在Visual Studio命令提示符下編譯:
cl /LD dllmain.c great_module.c -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
會得到一個dllmain.dll。我們在Excel里面使用它,沒錯,傳說中的Excel與Python混合編程:
參考資料:Cython的官方文檔,質量非常高:
Welcome to Cython’s Documentation
4 Python調用C/C++(使用SWIG)
用
C/C++對腳本語言的功能擴展是非常常見的事情,Python也不例外。除了SWIG,市面上還有若干用于Python擴展的工具包,比較知名的還有
Boost.Python、SIP等,此外,Cython由于可以直接集成C/C++代碼,并方便的生成Python模塊,故也可以完成擴展Python
的任務。
答主在這里選用SWIG的一個重要原因是,它不僅可以用于Python,也可以用于其他語言。如今SWIG已經支持C/C++的
好基友Java,主流腳本語言Python、Perl、Ruby、PHP、JavaScript、tcl、Lua,還有Go、C#,以及R。SWIG是基
于配置的,也就是說,原則上一套配置改變不同的編譯方法就能適用各種語言(當然,這是理想情況了……)
SWIG的安裝方便,有Windows的預編譯包,解壓即用,綠色健康。主流Linux通常集成swig的包,也可以下載源代碼自己編譯,SWIG非常小巧,通常安裝不會出什么問題。
用SWIG擴展Python,你需要有一個待擴展的C/C++庫。這個庫有可能是你自己寫的,也有可能是某個項目提供的。這里舉一個不浮夸的例子:希望在Python中用到SSE4指令集的CRC32指令。
首先打開指令集的文檔:
可以看到有6個函數。分析6個函數的原型,其參數和返回值都是簡單的整數。于是書寫SWIG的配置文件(為了簡化起見,未包含2個64位函數):
/* File: mymodule.i */
%module mymodule
%{
#include "nmmintrin.h"
%}
int _mm_popcnt_u32(unsigned int v);
unsigned int _mm_crc32_u8 (unsigned int crc, unsigned char v);
unsigned int _mm_crc32_u16(unsigned int crc, unsigned short v);
unsigned int _mm_crc32_u32(unsigned int crc, unsigned int v);
接下來使用SWIG將這個配置文件編譯為所謂Python Module Wrapper
swig -python mymodule.i
得到一個 mymodule_wrap.c和一個mymodule.py。把它編譯為Python擴展:
Windows:
cl /LD mymodule_wrap.c /o _mymodule.pyd -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
Linux:
gcc -fPIC -shared mymodule_wrap.c -o _mymodule.so -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
注意輸出文件名前面要加一個下劃線。
現在可以立即在Python下使用這個module了:
import mymodule
mymodule._mm_popcnt_u32(10)
2
一、函數的定義
函數是指將一組語句的集合通過一個名字(函數名)封裝起來,想要執(zhí)行這個函數,只需要調用函數名即可
特性:
減少重復代碼
使程序變得可擴展
使程序變得易維護
二、函數的參數
2.1、形參和實參數
形參,調用時才會存在的值
實慘,實際存在的值
2.2、默認參數
定義:當不輸入參數值會有一個默認的值,默認參數要放到最后
2.3、 關鍵參數
定義: 正常情況下,給函數傳參數要安裝順序,不想按順序可以用關鍵參數,只需要指定參數名即可,(指定了參數名的就叫關鍵參數),但是要求是關鍵參數必須放在位置參數(以位置順序確定對應的參數)之后
2.4、非固定參數
定義: 如你的函數在傳入參數時不確定需要傳入多少個參數,就可以使用非固定參數
# 通過元組形式傳遞
# 通過列表形式傳遞
# 字典形式(通過k,value的方式傳遞)
# 通過變量的方式傳遞
三、函數的返回值
作用:
返回函數執(zhí)行結果,如果沒有設置,默認返回None
終止函數運行,函數遇到return終止函數
四、變量的作用域
全局變量和局部變量
在函數中定義的變量叫局部變量,在程序中一開始定義的變量叫全局變量
全局變量作用域整個程序,局部變量作用域是定義該變量的函數
當全局變量與局部變量同名是,在定義局部變量的函數內,局部變量起作用,其他地方全局變量起作用
同級的局部變量不能互相調用
想要函數里邊的變量設置成全局變量,可用global進行設置
五、特殊函數
5.1、嵌套函數
定義: 嵌套函數顧名思義就是在函數里邊再嵌套一層函數
提示 在嵌套函數里邊調用變量是從里往外依次調用,意思就是如果需要調用的變量在當前層沒有就會去外層去調用,依次內推
匿名函數
基于Lambda定義的函數格式為: lambda 參數:函數體
參數,支持任意參數。
匿名函數適用于簡單的業(yè)務處理,可以快速并簡單的創(chuàng)建函數。
# 與三元運算結合
5.3、高階函數
定義:變量可以指向函數,函數的參數可以接收變量,那么一個函數就可以接收另一個函數作為參數,這種函數稱之為高階函數 只需要滿足一下任意一個條件,即是高階函數
接收一個或多個函數作為輸入
return返回另一個函數
5.4、遞歸函數
定義:一個函數可以調用其他函數,如果一個函數調用自己本身,這個函數就稱為遞歸函數
在默認情況下Python最多能遞歸1000次,(這樣設計師是為了防止被內存被撐死)可以通過sys.setrecursionlimit(1500)進行修改
遞歸實現過程是先一層一層的進,然后在一層一層的出來
必須有一個明確的條件結束,要不然就是一個死循環(huán)了
每次進入更深層次,問題規(guī)模都應該有所減少
遞歸執(zhí)行效率不高,遞歸層次過多會導致站溢出
# 計算4的階乘 4x3x2x1
# 打印數字從1-100
5.5、閉包現象
定義:內層函數調用外層函數的變量,并且內存函數被返回到外邊去了
閉包的意義:返回的函數對象,不僅僅是一個函數對象,在該函數外還包裹了一層作用域,這使得,該函數無論在何處調用,優(yōu)先使用自己外層包裹的作用域