由于裝飾器的本質(zhì)跟閉包關(guān)系很大,所以在看裝飾器之前先看閉包是什么。
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一句話總結(jié)閉包:一個返回值是函數(shù)的函數(shù)
怎么理解呢?
在一個外函數(shù)中定義了一個內(nèi)函數(shù),內(nèi)函數(shù)里運用了外函數(shù)的臨時變量,并且外函數(shù)的返回值是內(nèi)函數(shù)的引用。這樣就構(gòu)成了一個閉包。
一般情況下,在我們認(rèn)知當(dāng)中,如果一個函數(shù)結(jié)束,函數(shù)的內(nèi)部所有東西都會釋放掉,還給內(nèi)存,局部變量都會消失。但是閉包是一種特殊情況,如果外函數(shù)在結(jié)束的時候發(fā)現(xiàn)有自己的臨時變量將來會在內(nèi)部函數(shù)中用到,就把這個臨時變量綁定給了內(nèi)部函數(shù),然后自己再結(jié)束。
由于Python的一切皆對象的原因,才有了現(xiàn)在的操作哈哈哈。
以下是我個人的理解:
裝飾器是一個閉包,然后使用裝飾器的函數(shù)作為閉包的參數(shù)傳輸給閉包的內(nèi)函數(shù),使用裝飾器,就不需要跟閉包一樣去調(diào)用閉包函數(shù)再運行內(nèi)函數(shù),直接調(diào)用裝飾器的函數(shù)就可以實現(xiàn)這一步,由于傳給裝飾器的參數(shù)是函數(shù),所以相當(dāng)于可以裝飾器是修改他人函數(shù)內(nèi)容的函數(shù),因為傳進去被裝飾的函數(shù),所以最后閉包里的函數(shù)會有所被該函數(shù)一些數(shù)據(jù)代替。
假如我們傳兩個參數(shù)進去
假如我們傳兩個參數(shù)進去 但是如果傳多個參數(shù)呢,不能一直這樣子變量吧,要通用一點,所以python有一個*args接受多個參數(shù)。
但是如果帶keyword的參數(shù)怎么辦呢?
python有一個**kargs接受多個參數(shù) **代表兩個元素,約定俗成的,所以可以這樣子去記住。
日積月累,厚積薄發(fā),循序漸進。
結(jié)果:
結(jié)果:
1,匿名函數(shù)能夠完成基本的簡單功能,當(dāng)作為實參時,傳遞的是函數(shù)的引用,只有功能
2,普通函數(shù)能夠完成較為復(fù)雜的功能,當(dāng)作為實參時,傳遞的是函數(shù)的引用,只有功能
3,閉包能夠完成較為復(fù)雜的功能,當(dāng)作為實參時,傳遞的是這個閉包中的函數(shù)以及數(shù)據(jù),所以是功能+數(shù)據(jù)
4,實例對象能夠完成較為復(fù)雜的功能,當(dāng)作為實參時,傳遞的是這個很多功能以及很多數(shù)據(jù),所以是功能+數(shù)據(jù)
在Python語言中,可以在函數(shù)中定義函數(shù)。 這種在函數(shù)中嵌套定義的函數(shù)也叫內(nèi)部函數(shù)。我們來看下面的代碼:
上述代碼中,定義了函數(shù)greet,在函數(shù)greet內(nèi)部又定義了一個函數(shù)inner_func, 并調(diào)用該函數(shù)打印了一串字符。
我們可以看到,內(nèi)部函數(shù)inner_func的定義和使用與普通函數(shù)基本相同。需要注意的是變量的作用域,在上述代碼中,函數(shù)參數(shù)name對于全局函數(shù)greet是局部變量,對內(nèi)部函數(shù)inner_func來說則是非局部變量。內(nèi)部函數(shù)對于非局部變量的訪問規(guī)則類似于標(biāo)準(zhǔn)的外部函數(shù)訪問全局變量。
從這個例子我們還可以看到內(nèi)部函數(shù)的一個作用,就是通過定義內(nèi)部函數(shù)的方式將一些功能隱藏起來,防止外部直接調(diào)用。常見的場景是,在一個復(fù)雜邏輯的函數(shù)中,將一些小的任務(wù)定義成內(nèi)部函數(shù),然后由這個外層函數(shù)使用,這樣可以使代碼更為清晰,易于維護。這些內(nèi)部函數(shù)只會在這個外層函數(shù)中使用,不能被其他函數(shù)或模塊使用。
在Python語言中, 函數(shù)也是對象,它可以被創(chuàng)建、賦值給變量,或者作為函數(shù)的返回值。我們來看下面這個例子。
在上述代碼中,在函數(shù)gen_greet內(nèi)部定義了inner_func函數(shù),并返回了一個inner_func函數(shù)對象。外部函數(shù)gen_greet返回了一個函數(shù)對象,所以像gen_greet這樣的函數(shù)也叫工廠函數(shù)。
在內(nèi)部函數(shù)inner_func中,使用了外部函數(shù)的傳參greet_words(非局部變量),以及函數(shù)的參數(shù)name(局部變量),來打印一個字符串。
接下來,調(diào)用gen_greet("Hello")創(chuàng)建一個函數(shù)對象say_hello,緊接著調(diào)用say_hello("Mr. Zhang"),輸出的結(jié)果為:Hello, Mr. Zhang!
同樣的,調(diào)用gen_greet("Hi")創(chuàng)建一個函數(shù)對象say_hi,調(diào)用say_hello("Mr. Zhang"),輸出的結(jié)果為:Hi,Tony!
我們可以發(fā)現(xiàn),gen_greet返回的函數(shù)對象具有記憶功能,它能夠把所需使用的非局部變量保存下來,用于后續(xù)被調(diào)用的時候使用。這種保存了非局部變量的函數(shù)對象被稱作閉包(closure)。
那么閉包是如何實現(xiàn)的呢?其實并不復(fù)雜,函數(shù)對象中有一個屬性__closure__,它就是在創(chuàng)建函數(shù)對象時用來保存這些非局部變量的。
__closure__屬性是一個元組或者None類型。在上述代碼中,我們可以通過下面方式查看:
函數(shù)的嵌套所實現(xiàn)的功能大都可以通過定義類的方式來實現(xiàn),而且類是更加面向?qū)ο蟮拇a編寫方式。
嵌套函數(shù)的一個主要用途是實現(xiàn)函數(shù)的裝飾器。我們看下面的代碼:
在上述代碼中,logger函數(shù)返回函數(shù)with_logging,with_logging則是打印了函數(shù)func的名稱及傳入的參數(shù),然后調(diào)用func, 并將參數(shù)傳遞給func。其中的@wraps(func)語句用于復(fù)制函數(shù)func的名稱、注釋文檔、參數(shù)列表等等,使得with_logging函數(shù)具有被裝飾的函數(shù)func相同的屬性。
代碼中接下來用@logger對函數(shù)power_func進行修飾,它的作用等同于下面的代碼:
可見,裝飾器@符其實就是上述代碼的精簡寫法。
通過了解了嵌套函數(shù)和閉包的工作原理,我們在使用過程中就能夠更加得心應(yīng)手了。
一.閉包的定義:
在一個函數(shù)的內(nèi)部,再定義一個函數(shù)(內(nèi)部函數(shù))。這個內(nèi)部函數(shù)引用了外部函數(shù)的變量,并且外部函數(shù)返回這個內(nèi)部函數(shù), 我們把這個使用外部函數(shù)變量的內(nèi)部函數(shù)稱為 閉包 。
簡而言之, 閉包就是能夠讀取外部函數(shù)內(nèi)的變量的函數(shù)。
例如:
形成閉包的兩個條件:
二.閉包的用途
① 可以讀取函數(shù)內(nèi)部的變量
② 將一些變量的值始終保存到內(nèi)存中
1.讀取函數(shù)內(nèi)部的變量
在一般情況下,在函數(shù)外部我們是不能訪問到函數(shù)內(nèi)部的變量的。但是, 有時想要在函數(shù)外部能夠訪問到函數(shù)內(nèi)部的變量,那么就可以使用閉包。
例如:
上面的代碼可以看出,print(a)會拋異常NameError: name 'a' is not defined。在函數(shù)f1的外面無法訪問它的變量的。
在函數(shù)f1里面定義一個閉包函數(shù)就可以訪問到了
例如:
2.將一些變量的值始終保存到內(nèi)存中
運行結(jié)果:
通過上面的輸出結(jié)果可以看出閉包保存了外部函數(shù)內(nèi)的變量n1的值1,每次執(zhí)行閉包都是在n1 = 1 基礎(chǔ)上進行計算的。
三.閉包的缺點
1. 由于閉包會使得函數(shù)中的變量都被保存在內(nèi)存中,會增加 內(nèi)存消耗 ,所以不能濫用閉包,否則會造成程序的性能問題,可能導(dǎo)致內(nèi)存泄露
2. 閉包無法改變外部函數(shù)局部變量指向的內(nèi)存地址
3. 返回閉包時,返回函數(shù)不要引用任何循環(huán)變量,或者后續(xù)會發(fā)生變化的變量
四.判斷一個函數(shù)是否是閉包
判斷一個函數(shù)是不是閉包,可以查看它的 closure 屬性。如果該函數(shù)是閉包,查看該屬性將會返回一個cell對象組成的tuple。如果我們分別對每個cell對象查看其cell_contents屬性,返回的內(nèi)容就是閉包引用的自由變量的值。
運行結(jié)果:
閉包的__closure__方法,可以展示出閉包儲存了外部函數(shù)的兩個變量,cell的內(nèi)存地址是什么,在cell里面儲存的對象類型是int,這個int儲存的內(nèi)存地址是什么。
閉包的__closure__方法,可以查看每個cell對象的內(nèi)容
運行結(jié)果:
cell_contents解釋了局部變量在脫離函數(shù)后仍然可以在函數(shù)之外被訪問的原因,因為變量被存儲在cell_contents中了。
在python中,函數(shù)可以被嵌套定義,也就是說,函數(shù)中可以定義函數(shù)。該函數(shù)還可以將其內(nèi)部定義的函數(shù)作為返回值返回。
閉包的定義:一般來說,我們可以認(rèn)為,如果一個函數(shù)可以讀取其他函數(shù)中的局部變量,那么它們就構(gòu)成了閉包。
注意 :閉包的定義不是特別清晰,但大體上的意思是這樣的。
我們知道,普通的函數(shù)是可以使用全局變量的
類似的,函數(shù)中定義的函數(shù),也是可以使用外部函數(shù)的變量的。因此,滿足了函數(shù)讀取了其他函數(shù)局部變量的這一條件,他們因此構(gòu)成了閉包。
在閉包的使用中,我們可以先給外部的函數(shù)賦予不同的局部變量,然后再調(diào)用其中內(nèi)部的函數(shù)時,就可以讀取到這些不同的局部變量了。
外部變量的使用 在普通函數(shù)中,雖然可以直接使用全局變量,但是不可以直接修改全局變量。從變量的作用域來說,一旦你嘗試修改全局變量,那么就會嘗試創(chuàng)建并使用一個同名的局部變量。因此,如果你需要在普通函數(shù)中修改全局變量,需要使用global
同樣的,如果你希望通過定義在內(nèi)部的函數(shù)去修改其外部函數(shù)的變量,那么必須使用nonlocal