一木.溪桥学Python-10：函数闭包、装饰器、推导式

2023-02-16 17:11:13

一木.溪桥在Logic Education跟Amy学Python

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12期：Python基础课

一木.溪桥学Python-10：函数闭包、装饰器、推导式

日期：2021年1月6日

学习目标：

函数闭包
装饰器
推导式

学习内容：

函数闭包

闭包的定义需要满足以下三个条件：
在一个外函数中定义了一个内函数
内函数里运用了外函数的临时变量
并且外函数的返回值是内函数的引用

def test(number):       # number 形参 临时变量
    print("--1--")

    def test_in(number_in):
        print(number_in)
        print("--2--")
        return number_in + number

    print("--3--")
    return test_in


# test()执行完毕时，输出1,3。并且函数里面的变量会被释放掉(number)
res = test(30)  # res = test_in
res1 = res(25)  # test_in()
print(res1)     # 45，说明在外层函数执行完毕时，number并没有被释放，而是继续给内层函数使用。

Run:
–1--
–3--
25
–2--
55

总结：闭包它是一种现象
一般情况下，外函数执行完毕时，临时变量会被释放。
但此时，外函数发现自己的临时变量会在将来被使用，
所以外函数结束的时候，在返回内函数引用的同时，将外函数的临时变量与内函数进行绑定。
这也是为什么当外函数结束，但内函数仍然可以使用外函数临时变量的原因。

eg.由闭包引出装饰器的案例

import time  # python内置模块，时间模块


# 计算时间得函数
def calcu_time(func):
    start = time.time()
    func()
    end = time.time()
    print(f"spend {end - start}")


def test1():
    print("--test1--")
    time.sleep(1.5)

    """
    sleep(seconds)
    
    Delay execution for a given number of seconds.  The argument may be
    a floating point number for subsecond precision.
    """


def test2():
    print("--test2--")
    time.sleep(1)


calcu_time(test1)
calcu_time(test2)


"""
就是在不改变函数源代码得情况下为函数添加新得功能
"""

Run:
–test1–
spend 1.500859022140503
–test2–
spend 1.0009346008300781

装饰器

装饰器 (@) 是一种语法糖，主要用于在函数或类的基础上添加一些可重用的额外功
能。从应用开发的角度来看的话，我们使用装饰器来对我们的应用代码进行功能性
扩展和包装，以提高代码的可重用性和可维护性。
装饰器的应用
日志记录
调用跟踪管理及参数验证
在 Web 应用中进行登录验证或路由注册
性能优化中记录任务执行时间

# 需要给各个函数添加上打印hello world得功能
def print_hw(f):
    print("hello world")
    return f


@print_hw           # @装饰器函数名称     test2 = print_hw(test)
def test():
    sum_li = sum([12, 3, 4])
    print(sum_li)
    return sum_li


@print_hw
def test2():
    print("我是老amy")


# test2 = print_hw(test)  # test函数引用作为实参 test2 = f = test
# test2()     # test2() = f() = test()


test()
test2()


"""
注意：
1. test()函数未调用得时候，装饰器就已经执行
"""

Run:
hello world
hello world
19
大家好！
我是老amy
大家好！！！

eg. 装饰器应用例–计算时间得函数

# 计算时间得函数
def calcu_time(func):
    def test_in():               # 1.外函数里面有内函数
        start = time.time()
        func()      # test1()    # 2.内函数引用了外函数得临时变量
        end = time.time()
        print(f"spend {end - start}")
    return test_in               # 3.内函数的引用作为外函数的返回值


@calcu_time             # test = calcu_time(test1)
def test1():
    print("--test1--")
    time.sleep(2)


@calcu_time
def test2():
    print("--test2--")
    time.sleep(2)


# test = calcu_time(test1)    # test = test_in
# test()     # test_in()

# test = calcu_time(test2)    # test = test_in
# test()     # test_in()

test1()

test2()


"""
此处，形成闭包的现象。
1.嵌套函数
2.内层函数引用外层函数变量-->函数名本质也是变量
3.内函数的引用作为外层函数的返回值
"""

Run:
–test1–
spend 2.000833511352539
–test2–
spend 2.001018762588501

推导式

推导式介绍

Python 中有一种特有的语法，就是推导式(又称为解析式)。推导式是可以从一个数据序列构建另一个新的数据序列的结构体。

三种推导：

列表(list)推导式
字典(dict)推导式
集合(set)推导式

列表生成案例分析对比：

"""
有列表如：li = [6, 2, 6, 7, -15, 8, -17, -10, -15, -4]。
需求：将li列表 <0 的数进行平方 生成新列表
"""
# li = [6, 2, 6, 7, -15, 8, -17, -10, -15, -4]
# li1 = []
#
# for i in li:
#     if i < 0:
#         i = i**2
#         li1.append(i)
#
# print(li1)


# 将小于0的过滤出来 filter()
# 将过滤出来的元素 映射做平方操作
# fil = list(filter(lambda x: x < 0, li))
# print(list(map(lambda x: x**2, fil)))


# 注意：此处不是三目运算符！！！
# li2 = [i**2 for i in li if i < 0]
# print(li2)


# for i in "123":
#     for j in "abc":
#         print(i+j)

列表推导式

格式
[out_express for out_express in input_list]
[out_express for out_express in input_list if out_express_condition]
[i for row in matrix for i in row]

# 列表推导式的嵌套
print([i+j for i in "123" for j in "abc"])

Run:
[‘1a’, ‘1b’, ‘1c’, ‘2a’, ‘2b’, ‘2c’, ‘3a’, ‘3b’, ‘3c’]

字典推导式

格式
{out_exp_key: out_exp_value for out_exp in input_list}

# 实现：以下列表中的元素 与 索引 --> {key:value} 的形式
li = ["age", "name", "gender"]
dic = {i: li.index(i) for i in li}
print(dic)

Run:
{‘age’: 0, ‘name’: 1, ‘gender’: 2}

集合推导式

格式
{out_exp_res for out_exp in input_set}

# 实现生成10个1-100之间的元素，进行去重
# 集合推导式
import random
s1 = {random.randint(1, 100) for i in range(10)}
print(s1)

Run:
{96, 65, 67, 38, 80, 81, 18, 82, 20, 63}

tips：
没有元组推导式，(i for i in range(10)) 返回的是 generator object

# 注意：没有元组推导式，而是生成器
tu = (i for i in range(3))
print(tu)           # generator
print(type(tu))     # generator
print(tuple(tu))    # 转为tuple类型

Run:
<generator object at 0x0000027F71A6EF10>
<class ‘generator’>
(0, 1, 2)

作业：

作业答案：

题1：

# 作业 1
# 过滤掉该列表 names = ["jerry","hansen","Amy","Wendy","Tom","Bob"]
# 长度小于或等于 3 的字符串列表，并将剩下的转换成大写字母。

names = ["jerry", "hansen", "Amy", "Wendy", "Tom", "Bob"]

new_names = list(filter(lambda x: len(x) > 3, names))

print("题目输出结果是：", list(map(lambda x: x.upper(), new_names)))

Run:
题目输出结果是： [‘JERRY’, ‘HANSEN’, ‘WENDY’]

题2：

# 作业 2
# 求 (x,y), 其中 x 是 0-5 之间的偶数， y 是 0-5 之间的奇数组成的元组列表。
# 效果如下： [(0, 1), (0, 3), (2, 1), (2, 3), (4, 1), (4, 3)]


tup_x = tuple([i for i in range(0, 5) if i % 2 == 0])   # 生成0-5 之间的偶数元组

tup_y = tuple([i for i in range(0, 5) if i % 2 == 1])   # 生成0-5 之间的奇数元组

print("题目输出结果：", list((i, j) for i in tup_x for j in tup_y))

Run:
题目输出结果： [(0, 1), (0, 3), (2, 1), (2, 3), (4, 1), (4, 3)]

题3：

# 作业 3
# [ 'Bob', 'JOHN', 'alice', 'bob', 'ALICE', 'James', 'Bob','JAMES','jAMeS' ]
# 该列表很紊乱，实现去重 , 以及将名字格式统一成首字母大写 (str.capitalize())

li = ['Bob', 'JOHN', 'alice', 'bob', 'ALICE', 'James', 'Bob', 'JAMES', 'jAMeS']

print("题目输出结果：", list(set(map(lambda x: x.lower().capitalize(), li))))

Run:
题目输出结果： [‘Bob’, ‘Alice’, ‘James’, ‘John’]

End !
Best wishes for you！

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