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装饰器

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一、闭包​

（一）什么是闭包​

  1. 闭包：内层函数调用外层函数的变量就是闭包（不能是全局变量）

    def func1():
    	a = 10
    	def func2():
    		print(a)  # 内层函数调用外层函数的变量，这就是一个闭包

    func1()

  2. 检测闭包的方法

    • 函数名.__closure__
    • 若返回对象地址就是一个闭包，返回None就不是一个闭包
    • 注意：.__closure__检测的是函数名，判断这个函数是否是闭包
    def func1():
    	a = 10
    	def func2():
    		print(a)  # 调用外层变量a，是闭包
    	print(func2.__closure__)  # 判断func2是否是闭包

    func1()

    运行结果：
    (<cell at 0x00000230F21874F8: int object at 0x0000000063258190>,)
    def func1():
        a = 10
        def func2():
            a = 10
            print(a)  # 使用自身函数变量a，不是闭包
        print(func2.__closure__)

    func1()

    运行结果：
    None

  3. 如何在全局空间中调用内部函数

    • 外层函数返回内层函数的函数名（内存地址），就可在全局空间中调用内部函数
    def func1():
    	a = 10
    	def func2():
    		print(a)
    	return func2  # 返回内层函数的函数名
    	
    f = func1()  # 此时f就是func2
    f()  # 调用内层函数func2
    print(f.__closure__)

    运行结果：
    10
    (<cell at 0x00000280A87574F8: int object at 0x0000000063258190>,)

（二）闭包的作用​

  1. 保护数据安全
  • 说白话一点，如果数据放在全局变量中（顶格写代码），数据的安全性很低，因为所有人都可以无意间修改它，想解决这个问题我们可以把数据放到函数中，只要不调用这个函数，我的数据就是安全的。但是有个问题，每次执行函数完，解释器就会自动清空此函数开辟的局部空间中所有内容（包括数据开辟的空间），所以每次调用完函数，我的数据就没了，此时就需要利用到了闭包。闭包可以在内层函数调用外层函数中的变量，而且内层函数如果调用了外层函数中的变量，那这个变量将不会消亡，将会常驻内存。所以，我们只需要在全局空间中调用这个闭包的内层函数，就可以使用我的数据了，而且数据的安全性也提高了。

  1. 将变量常驻内存，供后续代码使用

    def outer():
    	lst = [1,2,3,4,5]
    	def inner():
    		return lst
    	return inner
    	
    f = outer()
    f_lst = f()
    print(f_lst)

    运行结果：
    [1,2,3,4,5]

（三）闭包的应用​

  • 防止数据被误修改
  • 装饰器（与闭包格式相同）

二、装饰器初识​

（一）软件开发的六大原则（了解）​

  1. 开闭原则（Open Close Principle）——装饰器依据
  2. 里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）
  3. 依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）
  4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
  5. 迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）
  6. 合成复用原则（Composite Reuse Principle）

（二）装饰器依据——开闭原则​

  • 开放封闭原则：
    • 对功能扩展开放
    • 对源码修改封闭

（三）装饰器引入​

  • 相信大多数人都玩LOL，我们模拟一次游戏过程：​

    • 向平常一样的流程，十连跪...
    def play_lol():
    	print("登陆游戏")
    	print("开始排位...")
    	print("游戏中...")
    	print("失败...")
    	print("结束游戏")

    play_lol()

    运行结果：
    登陆游戏
    开始排位...
    游戏中...
    Virtory
    结束游戏
    • 受不了了，开一个外挂吧，此时我的函数需要扩展，在前后添加开启关闭外挂的功能
    def play_lol():
    	print("开启外挂！")  # 添加开启外挂功能
    	print("登陆游戏")
    	print("开始排位...")
    	print("游戏中...")
    	print("胜利！！！")
    	print("结束游戏")
    	print("关闭外挂！")  # 添加关闭外挂功能

    play_lol()

    运行结果：
    开启外挂！
    登陆游戏
    开始排位...
    游戏中...
    胜利！！！
    结束游戏
    关闭外挂！
    • 但此时，违背了开闭原则，对源代码进行了修改。想一个方法，对源代码进行前后包装，不改变源码
    def play_lol():
    	print("登陆游戏")
    	print("开始排位...")
    	print("游戏中...")
    	print("胜利！！！")
    	print("结束游戏")
    	
    def new_play():  # 将上面代码前后包装成了一个新的函数，没有改变源码
    	print("开启外挂！")
    	play_lol()
    	print("关闭外挂！")
    	
    new_play()

    运行结果：
    开启外挂！
    登陆游戏
    开始排位...
    游戏中...
    胜利！！！
    结束游戏
    关闭外挂！
    • 功能实现了，而且还没有改变源码，但是有一个问题，我们之前访问调用的是play_lol这个函数，但此时我们访问调用的是new_play()这个函数，相当于改变了调用，还是违背了开闭原则，没有达到扩展的效果，此时我们就需要对这段代码稍作变化
    def play_lol():
    	print("登陆游戏")
    	print("开始排位...")
    	print("游戏中...")
    	print("胜利！！！")
    	print("结束游戏")
    	
    def wrapper(fn):    # 装饰器雏形
    	def inner():
    		print("开启外挂！")
    		fn()
    		print("关闭外挂")
    	return inner

    func = wrapper(play_lol)  # 调用装饰器函数将我基础函数传入进去包装
    play_lol = func  # 返回的是包装函数，将包赚函数重命名成我原来的函数
    play_lol()  # 调用此函数

    运行结果：
    开启外挂！
    登陆游戏
    开始排位...
    游戏中...
    胜利！！！
    结束游戏
    关闭外挂！

    • 上述代码就引出了装饰器的雏形，刨析一下:

      • 装饰器雏形：与闭包的格式相同，两层函数构成：

        • 内层函数就是我的包装函数，将扩展的功能和原函数包在一起组成一个函数
        • 外层函数的作用就是给内层函数传参用的，传入的是我原函数的函数名，在内层调用

      • 装饰器的返回值 return inner：装饰器的返回值是内层函数的函数名，真正进行包装扩展的是内层函数

      • 将返回值重命名成原函数名：将返回值重命名成原来的函数名，其实就是把真正作用的包装函数重命名成原来的函数名，所以就解决了调用新函数的问题，真正遵循了开闭原则，再次调用原来的函数其实真正运行的是装饰器内部的inner函数

    def wrapper(fn):    # 装饰器雏形
    	def inner():
    		print("开启外挂！")
    		fn()
    		print("关闭外挂")
    	return inner

    func = wrapper(play_lol)  # 调用装饰器函数将我基础函数传入进去包装
    play_lol = func  # 返回的是包装函数，将包赚函数重命名成我原来的函数
    play_lol()  # 调用此函数

    • 利用语法糖装饰

      • 使用装饰器的两行代码可以转换成语法糖
      func = wrapper(play_lol)  # 调用装饰器函数将我基础函数传入进去包装
      play_lol = func  # 返回的是包装函数，将包赚函数重命名成我原来的函数
      • 语法糖
      @wrapper  # 语法糖
      def play_lol():
      	print("登陆游戏")
      	print("开始排位...")
      	print("游戏中...")
      	print("胜利！！！")
      	print("结束游戏")

    • 此时，装饰器的雏形就出来了

  • 装饰器雏形​

    def wrapper(fn):
    	def inner():
    		"""扩展功能"""
    		fn()
    		"""扩展功能"""
    	return inner
    	
    @wrapper
    def func():
    	pass
    	
    func()

  • 游戏模拟继续进行​

    • 就算开挂，我们也得选完英雄，才能进入游戏，所以我们给基础函数传个参数，但是我们真正执行的是装饰器内部的inner包装函数，所以也要给inner传入参数
    def wrapper(fn):    # 装饰器雏形
    	def inner(hero):  # 套到装饰器中内层包装函数参数
    		print("开启外挂！")
    		fn(hero)  # 基础函数参数
    		print("关闭外挂")
    	return inner

    @wrapper
    def play_lol(hero):  # 基础函数参数
    	print("登陆游戏")
    	print("开始排位...")
    	print(f"选择英雄:{hero}")
    	print("游戏中...")
    	print("胜利！！！")
    	print("结束游戏")

    play_lol("盖伦")

    运行结果：
    开启外挂！
    登陆游戏
    开始排位...
    选择英雄:盖伦  # 传入的参数
    游戏中...
    胜利！！！
    结束游戏
    关闭外挂
    • 虽然开挂了，但是还是会遇到巨坑无敌坑的队友，我们得把他记下来举报他，所以要给基础函数填写返回值，同时给真正执行的inner函数填写返回值
    def wrapper(fn):    # 装饰器雏形
    	def inner(hero):  
    		print("开启外挂！")
    		ret = fn(hero)  # 接收基础函数的返回值
    		print("关闭外挂")
    		return ret  # 返回包装后的函数的返回值
    	return inner

    @wrapper
    def play_lol(hero):  # 基础函数参数
    	print("登陆游戏")
    	print("开始排位...")
    	print(f"选择英雄:{hero}")
    	print("游戏中...")
    	print("胜利！！！")
    	print("结束游戏")
    	return "坑比队友:xxx"  # 基础函数返回值

    print(play_lol("盖伦"))

    运行结果：
    开启外挂！
    登陆游戏
    开始排位...
    选择英雄:盖伦
    游戏中...
    胜利！！！
    结束游戏
    关闭外挂
    坑比队友:xxx  # 返回值
    • 到此，我们装饰器标准模式也就出来了

  • 装饰器标准模式（非常重要）​

    def wrapper(fn):
    	def inner(*args, **kwargs):
    		"""扩展功能"""
    		ret = fn(*args, **kwargs)
    		"""扩展功能"""
    		return ret
    	return inner
    	
    @wrapper
    def func():
    	pass

    func()
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