• Python高阶函数与函数装饰器-day4


    • 上节回顾
    • 高阶函数
    • 闭包函数
    • 函数装饰器
    • 模块导入

    一、上节回顾

      Python2与Python3字符编码问题,不管你是初学者还是已经对Python的项目了如指掌了,都会犯一些编码上面的错误。我在这里简单归纳Python3和Python2各自的区别。

      首先是Python3-->代码文件都是用utf-8来解释的。将代码和文件读到内存中就变成了Unicode,这也就是为什么Python只有encode没有decode了,因为内存中都将字符编码变成了Unicode,而Unicode是万国码,可以“翻译”所以格式编码的格式。Python3中str和bytes是两种格式,bytes可以当做二进制的表现形式。
      Python2使用系统默认的字符编码解释代码,所以要用utf-8解释代码,就必须在头部申明;并且Python2中有解码和编码,但是解码动作是必须的而编码动作可以忽略,因为Python代码加载到内存中就是Unicode,这一点和python3一样;Python2中还需要注意的就是str和bytes是一个意思。Python2 里面的str就是Python3中的bytes格式,而Python3中的str其实就是Unicode.

        

      函数基础(这里我就是用递归函数中的二分查找)

      为什么使用函数:将将程序进行模块设计

      定义函数有三种形式:

        - 无参函数

        - 有参函数

        - 空函数

      PS:如果函数有多个返回值,那么返回的来的数据格式是元组
      - 如何在函数传入参数时限定参数数据格式。

      def leon(x:int,y:int)->int:

        pass

      其中这里指定了x,y都必须是int类型 " -> "的意思是函数返回值也必须是int类型

         print(yan.__annotations__):显示形参的限定数据格式以及返回值的格式

    a = [1,2,3,4,5,7,9,10,11,12,14,15,16,17,19,21]  #形参中的num
    def calc(num,find_num):
        print(num)
        mid = int(len(num) / 2)                       #中间数的下标
        if mid == 0:        #递归函数非常重要的判断条件
            if num[mid] == find_num:
                print("find it %s"%find_num)
            else:
                print("cannt find num")
        if num[mid] == find_num:     #直接找到不用递归,结束函数
            print("find_num %s"%find_num)
        elif num[mid] > find_num:     #find_num应该在左边,向下递归
            calc(num[0:mid],find_num)
    
        elif num[mid] <  find_num:     #find_num应该在右边,向下递归
            calc(num[mid+1:],find_num)
    calc(a,12)

          匿名函数

    c = lambda x:x+1   #x就是形参,c就是这个匿名函数的对象
    print(c(22))   

      高阶函数-特性

      1. 把一个函数的内存地址传给另外一个函数,当做参数

      2.一个函数把另外一个函数的当做返回值返回

    def calc(a,b,c):
        print(c(a) + c(b))
    
    calc(-5,10,abs) #引用上一节的实例,将-5和10绝对值相加

    二、高阶函数(补充) 

      函数是第一类对象

    • 函数可以被赋值
    • 可以被当做参数
    • 可以当做返回值
    • 可以作为容器类型的元素
    #函数可以被赋值
    def leon():
        print("in the leon")
    
    l = leon
    l()
    
    #函数可以被当做参数
    def yan(x):  #这里x形参,其实就是我们调用实参的函数名
        x()        #运行函数
    
    y = yan(leon)
    
    
    #函数当做返回值
    def jian(x):   和上面一样这这也必须传入一个函数
        return x
    j = jian(leon) #这里需要注意一点就是这里的意思是运行jian这个函数而这个函数返回的是x 也就是leon这个函数的内存地址,也就是说这时候leon这个函数并没有被执行
    j()  #运行 leon函数
    
    #可以做为容器类型的元素
    leon_dict = {"leon":leon}
    
    leon_dict["leon"]() #这样也可以运行leon这个函数

    三、闭包函数

    1.什么是闭包?我来看一下,比较官网的概念(这不是我在官网上面找的,不过没有关系,反正你们也看不懂):

      闭包(Closure)是词法闭包(Lexical Closure)的简称,是引用了自由变量的函数。这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在,即使已经离开了创造它的环境也不例外。所以,闭包是由函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。

      懵逼了?不存在的。下面我用简洁的说一下,但是有一点很重要,闭包是装饰器中的重点,如果没有把闭包正真理解,那么学完装饰器之后会很快忘记。我们通过一个列子来说明下

    import requests   #首先导入一个模块,这个可以不用记
    
    def get(url):    #定义一个get函数里面需要传一个url的位置参数
        def wapper():  #在定义一个wapper函数
            res = requests.get(url) #这一步就是打开一个网页
            return res.text   #将网页以文字的形式返回
        return wapper   #返回最里层的wapper函数
    
    g = get("http://www.baidu.com")  #调用:首先因为作用域的原因,我们无法访问到里层的wapper函数,所以我们直接调用get函数这里返回了一个wapper函数
    print(g())  # 然后我在调用g(get函数)的对象,这样是不是就访问到里层的wapper函数呢

    PS:这里我们可以把函数当做一个特殊的变量,当代码从上向下执行的时候,如果函数不被调用话,函数内的代码是不会被执行的。就拿上面的上面的举例,当我们执行get函数的时候,这时候会返回一个wapper函数的内存地址,但是这个时候wapper函数并没有被执行也就是说g()这时候返回的状态其实就是wapper,这是我们只需要将g运行,就等于运行了wapper内的代码。

    四、函数的嵌套调用

      嵌套调用其实很好理解,就是在一个函数中调用另一个函数的结果,也就是return的东西,同样的我们看一段非常简单的代码来看一下。

    #嵌套调用,在一个函数中调用另一个函数的功能
    #calc这个函数就是在对比两个数字的大小
    def calc2(x,y):
        if x >y :
            return x
        else:
            return y
    
    #我靠老板非常变态,然你直接计算四个数字的大小,擦。
    def calc4(a,b,c,d):
        res1 = calc2(a,b)   #res1的值,这里不就是calc2这个函数比较时最大的哪一个吗。
        res2 = calc2(res1,c)
        res3 = calc2(res2,d)
        return res3

      通过上面的代码我们做一记忆。什么时候会用到嵌套调用呢?很显然,就是我们这个函数(calc4)需要另外一个函数的实行结果(return的y或者x)。

    五、装饰器(高级的闭包函数)

      就拿下面的这段代码来说。如何在不改源代码的情况下实现计算代码的运行时间

    def geturl(url):
        response = requests.get(url)
        print(response.status_code)
    
    geturl("http://www.baidu.com")
    def timer(func):
        def wapper(url):
            start_time = time.time()
            func(url)
            stop_time = time.time()
            so_time_is = stop_time - start_time
            print("运行时间%s"%so_time_is)
        return wapper
    
    
    @timer
    def geturl(url):
        response = requests.get(url)
        print(response.status_code)
    
    python = geturl("http://www.baidu.com")

       图解代码

    装饰器必备:

    1. @timer就是装饰器,意思是装饰它下面的函数,而装饰器和被装饰的都是一个函数。
    2. timer(装饰器函数),首先它会有一个位置参数(func)名字随意,但是必须并且只能是一个位置参数
    3. func参数就是被装饰的geturl这个函数
    4. 为什么func是geturl这个函数呢-->上面写了一个装饰器功能:geturl=timer(geturl),我们看到这里的timer中传入的其实就是func函数所以func = geturl(被装饰的函数)
    5. 分析geturl=timer(geturl),首先我们可以得知timer这是一个闭包函数,当我们执行这个闭包函数,会把里层的函数(wapper)返回,也就是说timer(geturl)其实就是返回的wapper,所以就可以这样理解了geturl==wapper,所以当我们运行geturl的时候就相当于在执行wapper()这样的一个操作;如果这里实在记不住,就这样。咱上面不是有一个闭包函数吗?你就把geturl=timer(geturl)中的geturl(执行函数的返回结果)当做上面g(函数调用的返回结果),然后在分别再执行了下"g"或者"geturl”这个对象。
    6. 如果被装饰者有位置参数的话,我们需要在wapper函数中加上对应的位置参数用来接收,如果长度是不固定的话还可以用*args和**kwargs

    六、有参装饰器

      听着名字顾名思义,就是在装饰器中还有位置参数。

    #一个low得不能再low得验证脚本,如果是显示环境中所有数据必须是由数据库或者一个静态文件提供,并且登录成功时,需要保存用户的一个状态
    
    def auth(auth_type):   #有参装饰器名称
        def auth_deco(func):   #定义第二层函数名称
            def wrapper(*args,**kwargs):  #最里层函数,主要实现认证功能
                if auth_type == "file":
                    username = input("username>>:").strip()
                    password = input("username>>").strip()
                    if username == "leon" and password == "loveleon":
                        res = func(*args,**kwargs)
                        return res
                elif auth_type == "mysql_auth":
                    print("mysql_auth...")
                    return func(*args,**kwargs)
            return wrapper  #第二层返回的是wrapper函数,其实就是home
        return auth_deco    #第一层返回的结果等于第二层函数的名称
    
    @auth('file')
    def home():
        print("welcome")
    
    home() #执行home-->wrapper

    有参函数必备知识:

    1. 套路,通过上面无参装饰器,我们得出了geturl=timer(geturl)这个等式。回到有参装饰器,我们又会有什么样子的等式呢?首先@auth("file")是一个装饰器也就是一个函数,所以我们定义了一个auth(auth_type)这个函数,而这个函数返回的是什么呢?没有错就是第二层函数;到了这里我们就会发现@auth("file")其实就是@auth_deco,现在我们知道了现在装饰器其实就是auth_deco,那剩下的还不知道怎么写吗?
    2. 整理公式,auth('file')-----------(return)> auth_deco----->@auth_deco ->home=auth_deco(home)
    3. 如果记不住?如果实在是记不住,其实就可以这样理解,有参装饰器无非就是在无参装饰器上面加了一层(三层),然后在第一层返回了第二层的函数,而到了第二层就和我们普通用的装饰器是一毛一样了

     七、模块导入

      import ,创建一个leonyan.py的模块文件,等待被导入

    a = 10
    b = 20
    c = 30
    
    def read1():
        print("in the read1")
    
    def read2():
        print("in the read2")

      导入leonyan.py文件(调用模块文件和模块文件在同一目录下)

    import leonyan #Python IDE这行会爆红,但是不用管
    
    leonyan.read1() #执行leonyan这个包中的read1函数
    
    leonyan.read2() #执行leonyan这个包中read2函数
    
    print(leonyan.a + leonyan.b + leonyan.c ) #输出60

     总结:在Python中包的导入(import ***)会干三个事情:1:创建新的作用域;2:执行该作用域的顶级代码,比如你导入的那个包中有print执行后就会直接在屏幕中输出print的内容;3:得到一个模块名,绑定到该模块内的代码

      

      在模块导入的时候给模块起别名

    import leonyan as ly
    import pandas as pd #这是一个第三方模块,以后的博客中会写到,这是一个用于做统计的

     给模块起别名还是挺多的,在有些模块的官方文档中,还是比较推荐这种方法的,比如pandas的官方文档中就是起了一个pd别名,总之as就是一个模块起别名

      from *** import ***

    from leonyan import read1 #引入直接调用
    read1() 

    如果在调用模块的函数作用域中有相同的同名的,会将调用过来的覆盖。

    在form ** import ** 中控制需要引用的变量(函数其实在未被执行的时候也是一个存放在内存中的变量)

    from leonyan import read1,read2 在同一行中可以引用多个,只需要用逗号隔开就行了
    
    print(read1)
    print(read2)
    #这里打印的就是read1和read2的内存地址
    
    #需求我现在只需要导入read2
    
    这时候我们就可以在leonyan这个函数中加上这么一行:
    
    __all__ = ["read2"]  #这里的意思就是别的文件调用为的时候用from ** import ** 只能拿到read2 这个函数的内存地址,也就是只有read2可以被调用

      把模块当做一个脚本执行

       我们可以通过模块的全局变量__name__来查看模块名:
      当做脚本运行:
      __name__ 等于'__main__'

      作用:用来控制.py文件在不同的应用场景下执行不同的逻辑
      if __name__ == '__main__':

    #fib.py
    
    def fib(n):    # write Fibonacci series up to n
        a, b = 0, 1
        while b < n:
            print(b, end=' ')
            a, b = b, a+b
        print()
    
    def fib2(n):   # return Fibonacci series up to n
        result = []
        a, b = 0, 1
        while b < n:
            result.append(b)
            a, b = b, a+b
        return result
    
    if __name__ == "__main__":
        import sys
        fib(int(sys.argv[1]))

    代码执行 Python flb.py 100

      只需要简单了解的Python模块导入搜索路径

      内建(build-in)  --> sys.path(sys.path是一个列表,而且第一个位置就是当前文件夹)

      模块导入的重点-->包的导入

      在实际的开发环境中,你不可能一个文件的代码写到底,当然你也有可能会引用同文件夹中的其他模块,但是你有没有想过这一个项目不可能是你一个写的,都是很多人协作开发。这样就存在这样的一个问题了;不同的人不可能用一台电脑,也不可能在一个文件夹下面写写功能。他们也有自己的代码文件夹,然后大家把功能通过接口的方式,提供调用。这时候就面临这不同文件夹的调用问题。而这种问题也需要通过from ** import ** 调用。

      

    上图中我运行“模块导入.py”这个文件夹,首先我from Pythonscript.leonyan.command import config,因为我们得运行脚本和需要导入的包都在Pythonscript的目录下面所以我直接通过绝对路径导入,然后一层一层“.”下去,知道最后import了这个config文件,这里我们需要注意一点:当脚本在最外层运行的时候sys.path 列表中的第一个参数就是运行脚本的目录,这是什么意思,这代表着你在别的包中有调用了其他的东西比如说我的config.py是调用了bing.py文件,这时候就必须写绝对路径,因为这在sys.path文件夹中已经找不到了,也就是导入不进来。

    总结:包的导入其实都是很简单的,你需要记住一点:当你导入Python内建或者下载的第三方模块直接用import 导入,如果是自己写的就用from ** import ** 使用绝对目录导入就行了,也就是从调用脚本的上级目录开始导入。这样可以保证不会报模块导入的错误了。

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