Python之路 函數進階
名稱空間
又名name space, 顧名思義就是存放名字的地方，存什麽名字呢？舉例說明，若變量x=1，1存放於內存中，那名字x存放在哪裏呢？名稱空間正是存放名字x與1綁定關系的地方
名稱空間共3種，分別如下
- locals: 是函數內的名稱空間，包括局部變量和形參
- globals: 全局變量，函數定義所在模塊的名字空間
- builtins: 內置模塊的名字空間
不同變量的作用域不同就是由這個變量所在的命名空間決定的。
作用域即範圍
- 全局範圍：全局存活，全局有效
- 局部範圍：臨時存活，局部有效
查看作用域方法 globals(),locals()
作用域查找順序
level = ‘L0‘ n = 22 def func(): level = ‘L1‘ n = 33 print(locals()) def outer(): n = 44 level = ‘L2‘ print(locals(),n) def inner(): level = ‘L3‘ print(locals(),n) #此外打印的n是多少？ inner() outer() func()
問題：在inner()裏的打印的n的值是多少？
LEGB 代表名字查找順序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__
- locals 是函數內的名字空間，包括局部變量和形參
- enclosing 外部嵌套函數的名字空間
- globals 全局變量，函數定義所在模塊的名字空間
- builtins 內置模塊的名字空間
閉包
關於閉包，即函數定義和函數表達式位於另一個函數的函數體內(嵌套函數)。而且，這些內部函數可以訪問它們所在的外部函數中聲明的所有局部變量、參數。當其中一個這樣的內部函數在包含它們的外部函數之外被調用時，就會形成閉包。也就是說，內部函數會在外部函數返回後被執行。而當這個內部函數執行時，它仍然必需訪問其外部函數的局部變量、參數以及其他內部函數。這些局部變量、參數和函數聲明（最初時）的值是外部函數返回時的值，但也會受到內部函數的影響。
def outer():
name = ‘alex‘
def inner():
print("在inner裏打印外層函數的變量",name)
return inner
f = outer()
f()
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，優先使用自己外層包裹的作用域
裝飾器
你是一家視頻網站的後端開發工程師，你們網站有以下幾個版塊。
def home(): print("---首頁----") def america(): print("----歐美專區----") def japan(): print("----日韓專區----") def henan(): print("----河南專區----")
視頻剛上線初期，為了吸引用戶，你們采取了免費政策，所有視頻免費觀看，迅速吸引了一大批用戶，免費一段時間後，每天巨大的帶寬費用公司承受不了了，所以準備對比較受歡迎的幾個版塊收費，其中包括“歐美” 和 “河南”專區，你拿到這個需求後，想了想，想收費得先讓其進行用戶認證，認證通過後，再判定這個用戶是否是VIP付費會員就可以了，是VIP就讓看，不是VIP就不讓看就行了唄。 你覺得這個需求很是簡單，因為要對多個版塊進行認證，那應該把認證功能提取出來單獨寫個模塊，然後每個版塊裏調用 就可以了，與是你輕輕的就實現了下面的功能 。
#_*_coding:utf-8_*_
user_status = False #用戶登錄了就把這個改成True
def login():
_username = "alex" #假裝這是DB裏存的用戶信息
_password = "abc!23" #假裝這是DB裏存的用戶信息
global user_status
if user_status == False:
username = input("user:")
password = input("pasword:")
if username == _username and password == _password:
print("welcome login....")
user_status = True
else:
print("wrong username or password!")
else:
print("用戶已登錄，驗證通過...")
def home():
print("---首頁----")
def america():
login() #執行前加上驗證
print("----歐美專區----")
def japan():
print("----日韓專區----")
def henan():
login() #執行前加上驗證
print("----河南專區----")
home()
america()
henan()
此時你信心滿滿的把這個代碼提交給你的TEAM LEADER審核，沒成想，沒過5分鐘，代碼就被打回來了， TEAM LEADER給你反饋是，我現在有很多模塊需要加認證模塊，你的代碼雖然實現了功能，但是需要更改需要加認證的各個模塊的代碼，這直接違反了軟件開發中的一個原則“開放-封閉”原則，簡單來說，它規定已經實現的功能代碼不允許被修改，但可以被擴展，即：
- 封閉：已實現的功能代碼塊不應該被修改
- 開放：對現有功能的擴展開放
這個原則你還是第一次聽說，我擦，再次感受了自己這個野生程序員與正規軍的差距，BUT ANYWAY,老大要求的這個怎麽實現呢？如何在不改原有功能代碼的情況下加上認證功能呢？你一時想不出思路，只好帶著這個問題回家繼續憋，媳婦不在家，去隔壁老王家串門了，你正好落的清靜，一不小心就想到了解決方案，不改源代碼可以呀。 你師從沙河金角大王時，記得他教過你，高階函數，就是把一個函數當做一個參數傳給另外一個函數，當時大王說，有一天，你會用到它的，沒想到這時這個知識點突然從腦子 裏蹦出來了，我只需要寫個認證方法，每次調用 需要驗證的功能 時，直接 把這個功能 的函數名當做一個參數 傳給 我的驗證模塊不就行了麽，哈哈，機智如我，如是你啪啪啪改寫了之前的代碼。
#_*_coding:utf-8_*_
user_status = False #用戶登錄了就把這個改成True
def login(func): #把要執行的模塊從這裏傳進來
_username = "alex" #假裝這是DB裏存的用戶信息
_password = "abc!23" #假裝這是DB裏存的用戶信息
global user_status
if user_status == False:
username = input("user:")
password = input("pasword:")
if username == _username and password == _password:
print("welcome login....")
user_status = True
else:
print("wrong username or password!")
if user_status == True:
func() # 看這裏看這裏，只要驗證通過了，就調用相應功能
def home():
print("---首頁----")
def america():
#login() #執行前加上驗證
print("----歐美專區----")
def japan():
print("----日韓專區----")
def henan():
#login() #執行前加上驗證
print("----河南專區----")
home()
login(america) #需要驗證就調用 login，把需要驗證的功能 當做一個參數傳給login
# home()
# america()
login(henan)
你很開心，終於實現了老板的要求，不改變原功能代碼的前提下，給功能加上了驗證，此時，媳婦回來了，後面還跟著老王，你兩家關系 非常 好，老王經常來串門，老王也是碼農，你跟他分享了你寫的代碼，興奮的等他看完 誇獎你NB,沒成想，老王看後，並沒有誇你，抱起你的兒子，笑笑說，你這個代碼還是改改吧， 要不然會被開除的，WHAT? 會開除，明明實現了功能 呀， 老王講，沒錯，你功能 是實現了，但是你又犯了一個大忌，什麽大忌？ 你改變了調用方式呀， 想一想，現在沒每個需要認證的模塊，都必須調用你的login()方法，並把自己的函數名傳給你，人家之前可不是這麽調用 的， 試想，如果 有100個模塊需要認證，那這100個模塊都得更改調用方式，這麽多模塊肯定不止是一個人寫的，讓每個人再去修改調用方式 才能加上認證，你會被罵死的。。。。 你覺得老王說的對，但問題是，如何即不改變原功能代碼，又不改變原有調用方式，還能加上認證呢？ 你苦思了一會，還是想不出，老王在逗你的兒子玩，你說，老王呀，快給我點思路 ，實在想不出來，老王背對著你問， 老王：學過匿名函數沒有？ 你：學過學過，就是lambda嘛 老王：那lambda與正常函數的區別是什麽？ 你：最直接的區別是，正常函數定義時需要寫名字，但lambda不需要 老王：沒錯，那lambda定好後，為了多次調用 ，可否也給它命個名？ 你：可以呀，可以寫成plus = lambda x:x+1類似這樣，以後再調用plus就可以了，但這樣不就失去了lambda的意義了，明明人家叫匿名函數呀，你起了名字有什麽用呢？ 老王：我不是要跟你討論它的意義 ，我想通過這個讓你明白一個事實 說著，老王拿起你兒子的畫板，在上面寫了以下代碼：
def plus(n):
return n+1
plus2 = lambda x:x+1
老王： 上面這兩種寫法是不是代表 同樣的意思？ 你：是的 老王：我給lambda x:x+1 起了個名字叫plus2，是不是相當於def plus2(x) ? 你：我擦，你別說，還真是，但老王呀，你想說明什麽呢？ 老王： 沒啥，只想告訴你，給函數賦值變量名就像def func_name 是一樣的效果，如下面的plus(n)函數，你調用時可以用plus名，還可以再起個其它名字，如
calc = plus
calc(n)
你明白我想傳達什麽意思了麽？ 你：。。。。。。。。。。。這。。。。。。嗯 。。。。。不太。。。。明白 。。 老王：。。。。這。。。。。呵呵。。。。。。好吧。。。。，那我在給你點一下，你之前寫的下面這段調用 認證的代碼
home()
login(america) #需要驗證就調用 login，把需要驗證的功能 當做一個參數傳給login
# home()
# america()
login(henan)
你之所改變了調用方式，是因為用戶每次調用時需要執行login(henan)，類似的。其實稍一改就可以了呀
home()
america = login(america)
henan = login(henan)
這樣你，其它人調用henan時，其實相當於調用了login(henan), 通過login裏的驗證後，就會自動調用henan功能。 你：我擦，還真是唉。。。，老王，還是你nb。。。不過，等等， 我這樣寫了好，那用戶調用時，應該是下面這個樣子
home()
america = login(america) #你在這裏相當於把america這個函數替換了
henan = login(henan)
#那用戶調用時依然寫
america()
但問題在於，還不等用戶調用 ，你的america = login(america)就會先自己把america執行了呀。。。。，你應該等我用戶調用 的時候 再執行才對呀，不信我試給你看。。。 老王：哈哈，你說的沒錯，這樣搞會出現這個問題？ 但你想想有沒有解決辦法 呢？ 你：我擦，你指的思路呀，大哥。。。我哪知道 下一步怎麽走。。。 老王：算了，估計你也想不出來。。。 學過嵌套函數沒有？ 你：yes,然後呢？ 老王：想實現一開始你寫的america = login(america)不觸發你函數的執行，只需要在這個login裏面再定義一層函數，第一次調用america = login(america)只調用到外層login，這個login雖然會執行，但不會觸發認證了，因為認證的所有代碼被封裝在login裏層的新定義 的函數裏了，login只返回 裏層函數的函數名，這樣下次再執行america()時， 就會調用裏層函數啦。。。 你：。。。。。。什麽？ 什麽個意思，我蒙逼了。。。 老王：還是給你看代碼吧。。
def login(func): #把要執行的模塊從這裏傳進來
def inner():#再定義一層函數
_username = "alex" #假裝這是DB裏存的用戶信息
_password = "abc!23" #假裝這是DB裏存的用戶信息
global user_status
if user_status == False:
username = input("user:")
password = input("pasword:")
if username == _username and password == _password:
print("welcome login....")
user_status = True
else:
print("wrong username or password!")
if user_status == True:
func() # 看這裏看這裏，只要驗證通過了，就調用相應功能
return inner #用戶調用login時，只會返回inner的內存地址，下次再調用時加上()才會執行inner函數
此時你仔細著了老王寫的代碼 ，感覺老王真不是一般人呀，連這種奇淫巧技都能想出來。。。，心中默默感謝上天賜你一個大牛鄰居。 你: 老王呀，你這個姿勢很nb呀，你獨創的？ 此時你媳婦噗嗤的笑出聲來，你也不知道 她笑個球。。。 老王：呵呵， 這不是我獨創的呀當然 ，這是開發中一個常用的玩法，叫語法糖，官方名稱“裝飾器”，其實上面的寫法，還可以更簡單 可以把下面代碼去掉
america = login(america) #你在這裏相當於把america這個函數替換了
只在你要裝飾的函數上面加上下面代碼
@login
def america():
#login() #執行前加上驗證
print("----歐美專區----")
def japan():
print("----日韓專區----")
@login
def henan():
#login() #執行前加上驗證
print("----河南專區----")
效果是一樣的。 你開心的玩著老王教你的新姿勢 ，玩著玩著就手賤給你的“河南專區”版塊 加了個參數，然後，結果 出錯了。。。
你：老王，老王，怎麽傳個參數就不行了呢？ 老王：那必然呀，你調用henan時，其實是相當於調用的login，你的henan第一次調用時henan = login(henan)， login就返回了inner的內存地址，第2次用戶自己調用henan("3p"),實際上相當於調用的時inner,但你的inner定義時並沒有設置參數，但你給他傳了個參數，所以自然就報錯了呀 你：但是我的 版塊需要傳參數呀，你不讓我傳不行呀。。。 老王：沒說不讓你傳，稍做改動便可。。
老王：你再試試就好了 。 你： 果然好使，大神就是大神呀。 。。 不過，如果有多個參數呢？ 老王：。。。。老弟，你不要什麽都讓我教你吧，非固定參數你沒學過麽？ *args,**kwargs... 你：噢 。。。還能這麽搞?,nb,我再試試。 你身陷這種新玩法中無法自拔，竟沒註意到老王已經離開，你媳婦告訴你說為了不打擾你加班，今晚帶孩子去跟她姐妹住 ，你覺得媳婦真體貼，最終，你終於搞定了所有需求，完全遵循開放-封閉原則，最終代碼如下。
#_*_coding:utf-8_*_
user_status = False #用戶登錄了就把這個改成True
def login(func): #把要執行的模塊從這裏傳進來
def inner(*args,**kwargs):#再定義一層函數
_username = "alex" #假裝這是DB裏存的用戶信息
_password = "abc!23" #假裝這是DB裏存的用戶信息
global user_status
if user_status == False:
username = input("user:")
password = input("pasword:")
if username == _username and password == _password:
print("welcome login....")
user_status = True
else:
print("wrong username or password!")
if user_status == True:
func(*args,**kwargs) # 看這裏看這裏，只要驗證通過了，就調用相應功能
return inner #用戶調用login時，只會返回inner的內存地址，下次再調用時加上()才會執行inner函數
def home():
print("---首頁----")
@login
def america():
#login() #執行前加上驗證
print("----歐美專區----")
def japan():
print("----日韓專區----")
# @login
def henan(style):
‘‘‘
:param style: 喜歡看什麽類型的，就傳進來
:return:
‘‘‘
#login() #執行前加上驗證
print("----河南專區----")
home()
# america = login(america) #你在這裏相當於把america這個函數替換了
henan = login(henan)
# #那用戶調用時依然寫
america()
henan("3p")
此時，你已累的不行了，洗洗就抓緊睡了，半夜，上廁所，隱隱聽到隔壁老王家有微弱的女人的聲音傳來，你會心一笑，老王這家夥，不聲不響找了女朋友也不帶給我看看，改天一定要見下真人。。。。 第二2天早上，產品經理又提了新的需求，要允許用戶選擇用qq\weibo\weixin認證，此時的你，已深諳裝飾器各種裝逼技巧，輕松的就實現了新的需求。
帶參數裝飾器
#_*_coding:utf-8_*_
user_status = False #用戶登錄了就把這個改成True
def login(auth_type): #把要執行的模塊從這裏傳進來
def auth(func):
def inner(*args,**kwargs):#再定義一層函數
if auth_type == "qq":
_username = "alex" #假裝這是DB裏存的用戶信息
_password = "abc!23" #假裝這是DB裏存的用戶信息
global user_status
if user_status == False:
username = input("user:")
password = input("pasword:")
if username == _username and password == _password:
print("welcome login....")
user_status = True
else:
print("wrong username or password!")
if user_status == True:
return func(*args,**kwargs) # 看這裏看這裏，只要驗證通過了，就調用相應功能
else:
print("only support qq ")
return inner #用戶調用login時，只會返回inner的內存地址，下次再調用時加上()才會執行inner函數
return auth
def home():
print("---首頁----")
@login(‘qq‘)
def america():
#login() #執行前加上驗證
print("----歐美專區----")
def japan():
print("----日韓專區----")
@login(‘weibo‘)
def henan(style):
‘‘‘
:param style: 喜歡看什麽類型的，就傳進來
:return:
‘‘‘
#login() #執行前加上驗證
print("----河南專區----")
home()
# america = login(america) #你在這裏相當於把america這個函數替換了
#henan = login(henan)
# #那用戶調用時依然寫
america()
# henan("3p")
練習題
一：編寫3個函數，每個函數執行的時間是不一樣的，
提示：可以使用time.sleep(2)，讓程序sleep 2s或更多，
二：編寫裝飾器，為每個函數加上統計運行時間的功能
提示：在函數開始執行時加上start=time.time()就可紀錄當前執行的時間戳，函數執行結束後在time.time() - start就可以拿到執行所用時間
三：編寫裝飾器，為函數加上認證的功能，即要求認證成功後才能執行函數
四：編寫裝飾器，為多個函數加上認證的功能（用戶的賬號密碼來源於文件），要求登錄成功一次，後續的函數都無需再輸入用戶名和密碼
提示：從文件中讀出字符串形式的字典，可以用eval(‘{"name":"egon","password":"123"}‘)轉成字典格式
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