day09-函数高级
1.函数嵌套python中以函数为作用域，在作用域中定义的相关数据只能被当前作用域或子作用域使用。
NAME = "武沛齐"
print(NAME)
def func():
print(NAME)
func()1.1 函数在作用域中
其实，函数也是定义在作用域中的数据，在执行函数时候，也同样遵循：优先在自己作用域中寻找，没有则向上一接作用域寻找，例如：
# 1. 在全局作用域定义了函数func
def func():
print("你好")
# 2. 在全局作用域找到func函数并执行。
func()
# 3.在全局作用域定义了execute函数
def execute():
print("开始")
# 优先在当前函数作用域找func函数，没有则向上级作用域中寻找。
func()
print("结束")
# 4.在全局作用域执行execute函数
execute()此处，有一个易错点：作用域中的值在被调用时到底是啥？
[*]情景1
def func():
print("你好")
func()
def execute():
print("开始")
func()
print("结束")
execute() # 打印你好
def func():
print(666)
func()
[*]情景2
def func():
print("你好")
func()
def execute():
print("开始")
func()
print("结束")
def func():
print(666)
func()
execute() # 打印666
1.2 函数定义的位置
上述示例中的函数均定义在全局作用域，其实函数也可以定义在局部作用域，这样函数被局部作用域和其子作用域中调用（函数的嵌套）。
def func():
print("沙河高晓松")
def handler():
print("昌平吴彦祖")
def inner():
print("朝阳大妈")
inner()
func()
print("海淀网友")
handler()到现在你会发现，只要理解数据定义时所存在的作用域，并根据从上到下代码执行过程进行分析，再怎么嵌套都可以搞定。
现在的你可能有疑问：为什么要这么嵌套定义？把函数都定义在全局不好吗？
其实，大多数情况下我们都会将函数定义在全局，不会嵌套着定义函数。不过，当我们定义一个函数去实现某功能，想要将内部功能拆分成N个函数，又担心这个N个函数放在全局会与其他函数名冲突时（尤其多人协同开发）可以选择使用函数的嵌套。
def f1():
pass
def f2():
pass
def func():
f1()
f2()def func():
def f1():
pass
def f2():
pass
f1()
f2()"""
生成图片验证码的示例代码，需要提前安装pillow模块（Python中操作图片的一个第三方模块）
pip3 install pillow
"""
import random
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
def create_image_code(img_file_path, text=None, size=(120, 30), mode="RGB", bg_color=(255, 255, 255)):
""" 生成一个图片验证码 """
_letter_cases = "abcdefghjkmnpqrstuvwxy"# 小写字母，去除可能干扰的i，l，o，z
_upper_cases = _letter_cases.upper()# 大写字母
_numbers = ''.join(map(str, range(3, 10)))# 数字
chars = ''.join((_letter_cases, _upper_cases, _numbers))
width, height = size# 宽高
# 创建图形
img = Image.new(mode, size, bg_color)
draw = ImageDraw.Draw(img)# 创建画笔
def get_chars():
"""生成给定长度的字符串，返回列表格式"""
return random.sample(chars, 4)
def create_lines():
"""绘制干扰线"""
line_num = random.randint(*(1, 2))# 干扰线条数
for i in range(line_num):
# 起始点
begin = (random.randint(0, size), random.randint(0, size))
# 结束点
end = (random.randint(0, size), random.randint(0, size))
draw.line(, fill=(0, 0, 0))
def create_points():
"""绘制干扰点"""
chance = min(100, max(0, int(2)))# 大小限制在
for w in range(width):
for h in range(height):
tmp = random.randint(0, 100)
if tmp > 100 - chance:
draw.point((w, h), fill=(0, 0, 0))
def create_code():
"""绘制验证码字符"""
if text:
code_string = text
else:
char_list = get_chars()
code_string = ''.join(char_list)# 每个字符前后以空格隔开
# Win系统字体
# font = ImageFont.truetype(r"C:\Windows\Fonts\SEGOEPR.TTF", size=24)
# Mac系统字体
# font = ImageFont.truetype("/System/Library/Fonts/SFNSRounded.ttf", size=24)
# 项目字体文件
font = ImageFont.truetype("MSYH.TTC", size=15)
draw.text(, code_string, "red", font=font)
return code_string
create_lines()
create_points()
code = create_code()
# 将图片写入到文件
with open(img_file_path, mode='wb') as img_object:
img.save(img_object)
return code
code = create_image_code("a2.png")
print(code)1.3 嵌套引发的作用域问题
基于内存和执行过程分析作用域。
name = "武沛齐"
def run():
name = "alex"
def inner():
print(name)
inner()
run()
name = "武沛齐"
def run():
name = "alex"
def inner():
print(name)
return inner
v1 = run()
v1()
v2 = run()
v2()
name = "武沛齐"
def run():
name = "alex"
def inner():
print(name)
return
func_list = run()
func_list()
func_list()
funcs = run()
funcs()
funcs()
三句话搞定作用域：
[*]优先在自己的作用域找，自己没有就去上级作用域。
[*]在作用域中寻找值时，要确保此次此刻值是什么。
[*]分析函数的执行，并确定函数作用域链。（函数嵌套）
练习题
[*]分析代码，写结果
name = '武沛齐'
def func():
def inner():
print(name)
res = inner()
return res
v = func() # 打印武沛齐
print(v) # None
[*]分析代码，写结果
name = '武沛齐'
def func():
def inner():
print(name)
return "alex"
res = inner()
return res
v = func() # 打印武沛齐
print(v) # alex
[*]分析代码，写结果
name = 'root'
def func():
def inner():
print(name)
return 'admin'
return inner
v = func() # v=inner
result = v() # 打印root
print(result) # admin
[*]分析代码，写结果
def func():
name = '武沛齐'
def inner():
print(name)
return '路飞'
return inner
v11 = func()
data = v11() # 打印武沛齐
print(data) # 路飞
v2 = func()() # 打印武沛齐
print(v2) # 路飞
[*]分析代码，写结果
def func(name):
# name="alex"
def inner():
print(name)
return 'luffy'
return inner
v1 = func('武沛齐')() # 打印武沛齐
print(v1) # luffy
v2 = func('alex')() # 打印alex
print(v2) # luffy
def func(name):
def inner():
print(name)
return 'luffy'
return inner
v1 = func('武沛齐')
v2 = func('alex')
v1() # 打印武沛齐
v2() # 打印alex
[*]分析代码，写结果
def func(name=None):
if not name:
name= '武沛齐'
def inner():
print(name)
return 'root'
return inner
v1 = func()() # 打印武沛齐
v2 = func('alex')() # 打印alex
print(v1,v2) # v1=root，v2=root
2.闭包
闭包，简而言之就是将数据封装在一个包（区域）中，使用时再去里面取。（本质上 闭包是基于函数嵌套搞出来一个中特殊嵌套）
[*]闭包应用场景1：封装数据防止污染全局。
name = "武沛齐"
def f1():
print(name, age)
def f2():
print(name, age)
def f3():
print(name, age)
def f4():
passdef func(age):
name = "武沛齐"
def f1():
print(name, age)
def f2():
print(name, age)
def f3():
print(name, age)
f1()
f2()
f3()
func(123)
[*]闭包应用场景2：封装数据封到一个包里，使用时在取。
def task(arg):
def inner():
print(arg)
return inner
v1 = task(11)
v2 = task(22)
v3 = task(33)
v1()
v2()
v3()def task(arg):
def inner():
print(arg)
return inner
inner_func_list = []
for val in :
inner_func_list.append( task(val) )
inner_func_list() # 11
inner_func_list() # 22
inner_func_list() # 33""" 基于多线程去下载视频 """
from concurrent.futures.thread import ThreadPoolExecutor
import requests
def download_video(url):
res = requests.get(
url=url,
headers={
"user-agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/87.0.4280.88 Safari/537.36 FS"
}
)
return res.content
def outer(file_name):
def write_file(response):
content = response.result()
with open(file_name, mode='wb') as file_object:
file_object.write(content)
return write_file
POOL = ThreadPoolExecutor(10)
video_dict = [
("东北F4模仿秀.mp4", "https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0300f570000bvbmace0gvch7lo53oog"),
("卡特扣篮.mp4", "https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0200f3e0000bv52fpn5t6p007e34q1g"),
("罗斯mvp.mp4", "https://aweme.snssdk.com/aweme/v1/playwm/?video_id=v0200f240000buuer5aa4tij4gv6ajqg")
]
for item in video_dict:
future = POOL.submit(download_video, url=item)
future.add_done_callback(outer(item))
POOL.shutdown()
3.装饰器
现在给你一个函数，在不修改函数源码的前提下，实现在函数执行前和执行后分别输入 "before" 和 "after"。
def func():
print("我是func函数")
value = (11,22,33,44)
return value
result = func()
print(result)3.1 第一回合
你的实现思路：
def func():
print("before")
print("我是func函数")
value = (11,22,33,44)
print("after")
return value
result = func()我的实现思路：
def func():
print("我是func函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
def outer(origin):
def inner():
print('inner')
origin()
print("after")
return inner
func = outer(func)
result = func()处理返回值：
def func():
print("我是func函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
def outer(origin):
def inner():
print('inner')
res = origin()
print("after")
return res
return inner
func = outer(func)
result = func()3.2 第二回合
在Python中有个一个特殊的语法：在某个函数上方使用@函数名，
@函数名
def xxx():
pass
则python内部会自动执行函数名(xxx)，执行完之后，再将结果赋值给xxx
def outer(origin):
def inner():
print('inner')
res = origin()
print("after")
return res
return inner
@outer
def func():
print("我是func函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
func()3.3 第三回合
请在这3个函数执行前和执行后分别输入 "before" 和 "after"
def func1():
print("我是func1函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
def func2():
print("我是func2函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
def func3():
print("我是func3函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
func1()
func2()
func3()你的实现思路：
def func1():
print('before')
print("我是func1函数")
value = (11, 22, 33, 44)
print("after")
return value
def func2():
print('before')
print("我是func2函数")
value = (11, 22, 33, 44)
print("after")
return value
def func3():
print('before')
print("我是func3函数")
value = (11, 22, 33, 44)
print("after")
return value
func1()
func2()
func3()我的实现思路：
def outer(origin):
def inner():
print("before 110")
res = origin()# 调用原来的func函数
print("after")
return res
return inner
@outer
def func1():
print("我是func1函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
@outer
def func2():
print("我是func2函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
@outer
def func3():
print("我是func3函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
func1()
func2()
func3()装饰器，在不修改原函数内容的前提下，通过@函数可以实现在函数前后自定义执行一些功能（批量操作会更有意义）。
优化
优化以支持多个参数的情况。
def outer(origin):
def inner(*args, **kwargs):
print("before 110")
res = origin(*args, **kwargs)# 调用原来的func函数
print("after")
return res
return inner
@outer# func1 = outer(func1)
def func1(a1):
print("我是func1函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
@outer# func2 = outer(func2)
def func2(a1, a2):
print("我是func2函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
@outer# func3 = outer(func3)
def func3(a1):
print("我是func3函数")
value = (11, 22, 33, 44)
return value
func1(1)
func2(11, a2=22)
func3(999)其中，我的那种写法就称为装饰器。
[*]实现原理：基于@语法和函数闭包，将原函数封装在闭包中，然后将函数赋值为一个新的函数（内层函数），执行函数时再在内层函数中执行闭包中的原函数。
[*]实现效果：可以在不改变原函数内部代码 和 调用方式的前提下，实现在函数执行和执行扩展功能。
[*]适用场景：多个函数系统统一在 执行前后自定义一些功能。
[*]装饰器示例
def outer(origin):
def inner(*args, **kwargs):
# 执行前
res = origin(*args, **kwargs)# 调用原来的func函数
# 执行后
return res
return inner
@outer
def func():
pass
func()
伪应用场景
在以后编写一个网站时，如果项目共有100个页面，其中99个是需要登录成功之后才有权限访问，就可以基于装饰器来实现。
pip3 install flask基于第三方模块Flask（框架）快速写一个网站：
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
def index():
return "首页"
def info():
return "用户中心"
def order():
return "订单中心"
def login():
return "登录页面"
app.add_url_rule("/index/", view_func=index)
app.add_url_rule("/info/", view_func=info)
app.add_url_rule("/login/", view_func=login)
app.run()基于装饰器实现的伪代码：
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
def auth(func):
def inner(*args, **kwargs):
# 在此处，判断如果用户是否已经登录，已登录则继续往下，未登录则自动跳转到登录页面。
return func(*args, **kwargs)
return inner
@auth
def index():
return "首页"
@auth
def info():
return "用户中心"
@auth
def order():
return "订单中心"
def login():
return "登录页面"
app.add_url_rule("/index/", view_func=index, endpoint='index')
app.add_url_rule("/info/", view_func=info, endpoint='info')
app.add_url_rule("/order/", view_func=order, endpoint='order')
app.add_url_rule("/login/", view_func=login, endpoint='login')
app.run()重要补充：functools
你会发现装饰器实际上就是将原函数更改为其他的函数，然后再此函数中再去调用原函数。
def handler():
pass
handler()
print(handler.__name__) # handlerdef auth(func):
def inner(*args, **kwargs):
return func(*args, **kwargs)
return inner
@auth
def handler():
pass
handler()
print(handler.__name__) # innerimport functools
def auth(func):
@functools.wraps(func)
def inner(*args, **kwargs):
return func(*args, **kwargs)
return inner
@auth
def handler():
pass
handler()
print(handler.__name__)# handler其实，一般情况下大家不用functools也可以实现装饰器的基本功能，但后期在项目开发时，不加functools会出错（内部会读取__name__，且__name__重名的话就报错），所以在此大家就要规范起来自己的写法。
import functools
def auth(func):
@functools.wraps(func) # inner.__name__=func.__name__，inner.__doc__=func.__doc__
def inner(*args, **kwargs):
"""巴巴里吧"""
res = func(*args, **kwargs)# 执行原函数
return res
return inner总结
[*]函数可以定义在全局、也可以定义另外一个函数中（函数的嵌套）
[*]学会分析函数执行的步骤（内存中作用域的管理）
[*]闭包，基于函数的嵌套，可以将数据封装到一个包中，以后再去调用。
[*]装饰器
[*]实现原理：基于@语法和函数闭包，将原函数封装在闭包中，然后将函数赋值为一个新的函数（内层函数），执行函数时再在内层函数中执行闭包中的原函数。
[*]实现效果：可以在不改变原函数内部代码 和 调用方式的前提下，实现在函数执行和执行扩展功能。
[*]适用场景：多个函数系统统一在 执行前后自定义一些功能。
[*]装饰器示例import functools
def auth(func):
@functools.wraps(func)
def inner(*args, **kwargs):
"""巴巴里吧"""
res = func(*args, **kwargs)# 执行原函数
return res
return inner
练习
[*]请为以下所有函数编写一个装饰器，添加上装饰器后可以实现：执行func时，先执行func函数内部代码，再输出 "after"
def func(a1):
return a1 + "傻叉"
def base(a1,a2):
return a1 + a2 + '傻缺'
def foo(a1,a2,a3,a4):
return a1 + a2 + a3 + a4 + '傻蛋'import functools
def dec(origin):
@functools.wraps(origin)
def inner(*args, **kwargs):
res = origin(*args, **kwargs)
print("after")
return res
return inner
@dec
def func(a1):
return a1 + "傻叉"
@dec
def base(a1, a2):
return a1 + a2 + '傻缺'
@dec
def foo(a1, a2, a3, a4):
return a1 + a2 + a3 + a4 + '傻蛋'
func("1")
base("1", "2")
foo("1", "2", "3", "4")
[*]请为以下所有函数编写一个装饰器，添加上装饰器后可以实现：将被装饰的函数执行5次，讲每次执行函数的结果按照顺序放到列表中，最终返回列表。
import random
def func():
return random.randint(1,4)
result = func() # 内部自动执行5次，并将每次执行的结果追加到列表最终返回给result
print(result) import random
import functools
def dec(origin):
@functools.wraps(origin)
def inner(*args, **kwargs):
data_list = []
for i in range(5):
res = origin(*args, **kwargs)
data_list.append(res)
return data_list
return inner
@dec
def func():
return random.randint(1, 4)
result = func()# 内部自动执行5次，并将每次执行的结果追加到列表最终返回给result
print(result)
[*]请为以下函数编写一个装饰器，添加上装饰器后可以实现： 检查文件所在路径（文件件）是否存在，如果不存在自动创建文件夹（保证写入文件不报错）。
def write_user_info(path):
file_obj = open(path, mode='w', encoding='utf-8')
file_obj.write("武沛齐")
file_obj.close()
write_user_info('/usr/bin/xxx/xxx.png')import functools
import os
def check(origin):
@functools.wraps(origin)
def inner(path):
# 获取上级路径
folder_path = os.path.dirname(path)
if not os.path.exists(folder_path):
os.makedirs(folder_path)
res = origin(path)
return res
return inner
@check
def write_user_info(path):
file_obj = open(path, mode='w', encoding='utf-8')
file_obj.write("武沛齐")
file_obj.close()
write_user_info('files/xxx.png')
[*]分析代码写结果：
def get_data():
scores = []
def inner(val):
scores.append(val)
print(scores)
return inner
func = get_data()
func(10) #
func(20) #
func(30) #
[*]看代码写结果
name = "武沛齐"
def foo():
print(name)
def func():
name = "root"
foo()
func() # 武沛齐
[*]看代码写结果
name = "武沛齐"
def func():
name = "root"
def foo():
print(name)
foo()
func() # root
[*]看代码写结果
def func(val):
def inner(a1, a2):
return a1 + a2 + val
return inner
data_list = []
for i in range(10):
data_list.append(func(i) )
print(data_list) # [<function func.<locals>.inner at 0x0000024AB7733280>, <function func.<locals>.inner at 0x0000024AC82E63A0>, <function func.<locals>.inner at 0x0000024AC82E6550>, <function func.<locals>.inner at 0x0000024AC8BF5940>, <function func.<locals>.inner at 0x0000024AC8BF59D0>, <function func.<locals>.inner at 0x0000024AC8BF5A60>, <function func.<locals>.inner at 0x0000024AC8BF5AF0>, <function func.<locals>.inner at 0x0000024AC8BF5B80>, <function func.<locals>.inner at 0x0000024AC8BF5C10>, <function func.<locals>.inner at 0x0000024AC8BF5CA0>]
[*]看代码写结果
def func(val):
def inner(a1, a2):
return a1 + a2 + val
return inner
data_list = []
for i in range(10):
data_list.append(func(i))
v1 = data_list(11,22)
v2 = data_list(33,11)
print(v1) # 33
print(v2) # 46
来源:https://www.cnblogs.com/sbhglqy/p/18114137
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