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成都創(chuàng)新互聯網站制作重慶分公司

python包裹函數,python函數打包

Python進階精華-編寫裝飾器為被包裝的函數添加參數

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:

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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:

python-復盤-裝飾器應用場景大總結

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

如何實現 C/C++ 與 Python 的通信

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。

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)

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)

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

python函數高級

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


本文名稱:python包裹函數,python函數打包
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