Python闭包装饰器综合案例解析

目录

• 一、闭包
• 1、作用域
• 2、变量的作用域
• 3、全局变量与局部变量的访问范围
• 4、问题：为什么在全局作用域中无法访问局部变量
• 5、问题：我们有没有办法把函数内部的局部变量保留
• 6、闭包的构成条件（三步走）
• 7、注意事项
• 8、在闭包的内部实现对外部变量的修改
• 9、闭包的综合案例
• 二、装饰器
• 1、什么是装饰器
• 2、装饰器的雏形
• 3、装饰器定义
• 4、装饰器的作用：获取程序的执行时间
• 5、带有参数装饰器
• 6、带有返回装饰器
• 7、通用版本的装饰器（以后所有的装饰器以此为准）
• 8、装饰器高级：使用装饰器传递参数（了解）
• 9、扩展：类装饰器（了解）
• 三、PyMySQL
• 前提
• 1、为什么要学习PyMySQL
• 2、安装PyMySQL模块
• 3、PyMySQL的使用(七步走)
• ☆ 导入 pymysql 包
• ☆ 创建连接对象
• ☆ 获取游标对象
• ☆ pymysql完成数据的查询操作
• ☆ pymysql完成对数据的增删改
• ☆ pymysql实现安全连接操作（扩展）

在Python代码中，作用域分为两种情况：全局作用域 与 局部作用域

在全局定义的变量 => 全局变量

在局部定义的变量 => 局部变量

① 在全局作用域中可以访问全局变量，在局部作用域中可以访问局部变量

# 全局作用域（全局变量）
num1 = 10
def func():
    # 局部作用域（局部变量）
    num2 = 20
    # ① 在局部访问局部变量
    print(num2)
# ① 在全局访问全局变量
print(num1)
# 调用函数
func()

② 在局部作用域中可以访问全局变量

# 全局作用域（全局变量）
num1 = 10
def func():
    # 局部作用域（局部变量）
    # ② 在局部作用域中可以访问全局变量
    print(num1)
# 调用函数
func()

③ 在全局作用域中不能访问局部变量

# 全局作用域（全局变量）
num1 = 10
def func():
    # 局部作用域（局部变量）
    num2 = 20
# 调用函数
func()
# 在全局作用域中调用局部变量num2
print(num2)

运行结果：

答：主要原因在于，在Python的底层存在一个“垃圾回收机制”，主要的作用就是回收内存空间。加快计算机的运行。我们在Python代码中定义的变量也是需要占用内存的，所以Python为了回收已经被已经过的内存，会自动将函数运行以后的内部变量和程序直接回收。

答：使用闭包

在函数嵌套的前提下，内部函数使用了外部函数的变量，并且外部函数返回了内部函数，我们把这个使用外部函数变量的内部函数称为闭包。

第一步：有嵌套

第二步：有引用

第三步：有返回（return）

'''
闭包程序三步走：① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回
'''
def func():
    num = 20  # 局部变量
    def inner():
        print(num)
    return inner  # 实际上inner函数并没有执行，只是返回了inner函数在内存中的地址
f = func()  # 相当于把inner在内存中的地址0x7fbc9b3f8e18赋值给变量f
f()  # 找到inner函数的内存地址，并执行器内部的代码（num=20)，在于闭包函数保留了num=20这个局部变量

闭包的作用：正常情况下，当执行func()的时候，函数内部的变量num = 20，会随着函数的func函数的结束而被垃圾回收机制所回收。所以闭包的真正作用：就是可以在全局作用域中，实现间接对局部变量进行访问。

注意点:

由于闭包引用了外部函数的变量，则外部函数的变量没有及时释放，消耗内存。

错误版本：

'''
Python闭包：① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回
'''
def outer():
    num = 10
    def inner():
        # 这种写法无法实现通过闭包修改外部的局部变量
        num = 20
    print('outer函数中的num：', num)  # 10
    inner()  # 执行函数inner，让num=20生效
    print('outer函数中的num：', num)  # 10
    return inner
f = outer()
f()

正确版本：

新知识点：nonlocal关键字（在函数内部修改函数外部的变量，这个变量非全局变量）

老知识点：global关键字（在函数内部声明变量，代表引用全局作用域中的全局变量）

'''
Python闭包：① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回
'''
def outer():
    num = 10
    def inner():
        # 这种写法无法实现通过闭包修改外部的局部变量'
        nonlocal num
        num = 20
    print('outer函数中的num：', num)  # 10
    inner()  # 执行函数inner，让num=20生效
    print('outer函数中的num：', num)  # 20
    return inner
f = outer()
f()

闭包的作用：可以在全局作用域中间接访问局部变量（在函数执行以后）

'''
闭包编写三步走：① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回
分析：
执行f = func()的时候，result赋值为0，然后定义inner，返回inner，最终结果f = inner函数的内存地址
执行f(1)，相当于执行inner函数，nonlocal引用局部变量result=0，然后进行+1操作，弹出0+1=1
继续执行
执行f(2)，相当于执行inner函数，声明nonlocal result，代表还是引用外部的局部变量，由于此时外部的result已经被
f(1)更改为1了，所以由于局部变量一直没有消失，所以此时result=1，执行+2操作，最终结果为3
'''
def func():
    result = 0
    def inner(num):
        nonlocal result
        result += num
        print(result)
    return inner
f = func()
f(1)  # 1
f(2)  # 3

在不改变现有函数源代码以及函数调用方式的前提下，实现给函数增加额外的功能。

装饰器的本质就是一个闭包函数（三步：① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回）

有返回代表外部函数返回内部函数的内存地址（内部函数的名称），不带

# 要求：把登录功能封装起来（比如封装成一个函数，添加这个登录不能影响现有功能函数）
'''
装饰器：本质是一个闭包，有嵌套、有引用、有返回（返回的是函数的内存地址）
参数fn在check中也是一个局部变量
参数fn：就是要装饰的函数的函数名，如comment，如download
'''
def check(fn):
    def inner():
        # 开发登录功能
        print('登录功能')
        # 调用原函数
        fn()
    return inner
# 评论功能（前提：登录）
def comment():
    print('评论功能')
comment = check(comment)
comment()
# 下载功能（前提：登录）
def download():
    print('下载功能')
download = check(download)
download()

'''
装饰器：本质就是一个闭包 ① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回
'''
def check(fn):
    def inner():
        # 开发登录验证功能
        print('验证登录')
        # 执行原有函数
        fn()
    return inner
@check
def comment():
    print('发表评论')
comment()

'''
定义获取程序的执行时间装饰器 => 闭包（① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回）
'''
import time
def get_time(fn):
    def inner():
        # ① 添加装饰器修饰功能（获取程序的执行时间）
        begin = time.time()
        # ② 调用fn函数，执行原函数代码
        fn()
        end = time.time()
        print(f'这个函数的执行时间：{end - begin}')
    return inner
@get_time
def demo():
    for i in range(1000000):
        print(i)
demo()

'''
带有参数的装饰器：① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回
'''
def logging(fn):
    def inner(*args, **kwargs):
        # 添加装饰器代码（输出日志信息）
        print('-- 日志信息：正在努力计算机 --')
        # 执行要修饰的函数
        fn(*args, **kwargs)  # sum_num(a, b)
    return inner
@logging
def sum_num(*args, **kwargs):
    result = 0
    # *args代表不定长元组参数，args = (10, 20)
    for i in args:
        result += i
    # **kwargs代表不定长字典参数， kwargs = {a:30, b:40}
    for i in kwargs.values():
        result += i
    print(result)
# sum_num带4个参数，而且类型不同，10和20以元组形式传递，a=30，b=40以字典形式传递
sum_num(10, 20, a=30, b=40)

'''
带有返回值的装饰器：① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回
如果一个函数执行完毕后，没有return返回值，则默认返回None
'''
def logging(fn):
    def inner(*args, **kwargs):
        print('-- 日志信息：正在努力计算 --')
        return fn(*args, **kwargs)  # fn() = sub_num(20, 10) = result
    return inner
@logging
def sub_num(a, b):
    result = a - b
    return result
print(sub_num(20, 10))

'''
通用装饰器：① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回 ④ 有不定长参数 ⑤ 有return返回值
'''
def logging(fn):
    def inner(*args, **kwargs):
        # 输出装饰器功能
        print('-- 正在努力计算 --')
        # 调用fn函数
        return fn(*args, **kwargs)
    return inner
@logging
def sum_num1(a, b):
    result = a + b
    return result
print(sum_num1(20, 10))
@logging
def sum_num2(a, b, c):
    result = a + b + c
    return result
print(sum_num2(10, 20, 30))

基本语法：

def 装饰器(fn):
    ...
@装饰器('参数')
def 函数():
    # 函数代码

实例代码：根据传递参数不同，打印不同的日志信息

'''
通用装饰器：① 有嵌套 ② 有引用 ③ 有返回 ④ 有不定长参数 ⑤ 有return返回值
真正问题：通过装饰器传递参数，我们应该如何接收这个参数呢？
答：在logging方法的外侧在添加一个函数，专门用于接收传递过来的参数
'''
def logging(flag):
    # flag = + 或 flag = -
    def decorator(fn):
        def inner(*args, **kwargs):
            if flag == '+':
                print('-- 日志信息：正在努力进行加法运算 --')
            elif flag == '-':
                print('-- 日志信息：正在努力进行减法运算 --')
            return fn(*args, **kwargs)
        return inner
    return decorator
@logging('+')
def sum_num(a, b):
    result = a + b
    return result
@logging('-')
def sub_num(a, b):
    result = a - b
    return result
print(sum_num(10, 20))
print(sub_num(100, 80))

装饰器还有一种特殊的用法就是类装饰器，就是通过定义一个类来装饰函数。

class 类装饰器():
    # 装饰器代码
@类装饰器名称
def 函数():
    # 函数代码

举个栗子：编写一个Check类装饰器，用于实现用户的权限验证

'''
类装饰器编写规则：
① 必须有一个__init__初始化方法，用于接收要装饰函数的函数 
② 必须把这个类转换为可以调用的函数
问题：如何把一个类当做一个装饰器函数进行调用（把类当做函数）
'''
class Check():
    def __init__(self, fn):
        # fn就是要修饰函数的名称，当Check装饰器类被调用时，系统会自动把comment函数名称传递给fn变量
        self.__fn = fn
    # __call__方法：把一个类转换为函数的形式进行调用
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 编写装饰器代码
        print('请先登录')
        # 调用comment函数本身
        self.__fn(*args, **kwargs)
# 编写一个函数，用于实现评论功能，底层comment = Check(comment)
@Check
def comment():
    print('评论功能')
# 调用comment函数，实现评论功能
comment()

@Check 等价于 comment = Check(comment), 所以需要提供一个init方法，并多增加一个fn参数。

要想类的实例对象能够像函数一样调用，需要在类里面使用call方法，把类的实例变成可调用对象(callable)，也就是说可以像调用函数一样进行调用。

在call方法里进行对fn函数的装饰，可以添加额外的功能。

目标：① 了解闭包的作用以及闭包的基本语法（三步走）

​ ② 能独立完成通用装饰器的编写

​ ③ 能使用装饰器传递参数

提前安装MySQL数据库（可以使用Linux系统的，也可以使用Windows版本，如小皮面板）

如何实现将100000条数据插入到MySQL数据库?

答案:

如果使用之前学习的MySQL客户端来完成这个操作，那么这个工作量无疑是巨大的，我们可以通过使用程序代码的方式去连接MySQL数据库，然后对MySQL数据库进行增删改查的方式，实现100000条数据的插入，像这样使用代码的方式操作数据库就称为数据库编程。

安装PyMySQL：

# pip install pymysql

卸载PyMySQL：

# pip uninstall pymysql

 import pymysql

调用pymysql模块中的connect()函数来创建连接对象,代码如下:

 conn=connect(参数列表)
 * 参数host：连接的mysql主机，如果本机是'localhost'
 * 参数port：连接的mysql主机的端口，默认是3306
 * 参数user：连接的用户名
 * 参数password：连接的密码
 * 参数database：数据库的名称
 * 参数charset：通信采用的编码方式，推荐使用utf8

连接对象操作说明:

• 关闭连接 conn.close()
• 提交数据 conn.commit()
• 撤销数据 conn.rollback()

获取游标对象的目标就是要执行sql语句，完成对数据库的增、删、改、查操作。代码如下:

 # 调用连接对象的cursor()方法获取游标对象   
 cur =conn.cursor()

游标操作说明:

• 使用游标执行SQL语句: execute(operation [parameters ]) 执行SQL语句，返回受影响的行数，主要用于执行insert、update、delete、select等语句
• 获取查询结果集中的一条数据:cur.fetchone()返回一个元组, 如 (1,‘张三’)
• 获取查询结果集中的所有数据: cur.fetchall()返回一个元组,如((1,‘张三’),(2,‘李四’))
• 关闭游标: cur.close(),表示和数据库操作完成

import pymysql
# 创建连接对象
conn = pymysql.connect(host='localhost', port=3306, user='root', password='mysql',database='db_itheima', charset='utf8')
# 获取游标对象
cursor = conn.cursor()
# 查询 SQL 语句
sql = "select * from students;"
# 执行 SQL 语句 返回值就是 SQL 语句在执行过程中影响的行数
row_count = cursor.execute(sql)
print("SQL 语句执行影响的行数%d" % row_count)
# 取出结果集中一行数据,　例如:(1, '张三')
# print(cursor.fetchone())
# 取出结果集中的所有数据, 例如:((1, '张三'), (2, '李四'), (3, '王五'))
for line in cursor.fetchall():
    print(line)
# 关闭游标
cursor.close()
# 关闭连接
conn.close()

import pymysql
# 创建连接对象
conn = pymysql.connect(host='localhost', port=3306, user='root', password='mysql',database='db_itheima', charset='utf8')
# 获取游标对象
cursor = conn.cursor()
try:
    # 添加 SQL 语句
    # sql = "insert into students(name) values('刘璐'), ('王美丽');"
    # 删除 SQ L语句
    # sql = "delete from students where id = 5;"
    # 修改 SQL 语句
    sql = "update students set name = '王铁蛋' where id = 6;"
    # 执行 SQL 语句
    row_count = cursor.execute(sql)
    print("SQL 语句执行影响的行数%d" % row_count)
    # 提交数据到数据库
    conn.commit()
except Exception as e:
    # 回滚数据， 即撤销刚刚的SQL语句操作
    conn.rollback()
# 关闭游标
cursor.close()
# 关闭连接
conn.close()

说明:

• conn.commit() 表示将修改操作提交到数据库
• conn.rollback() 表示回滚数据

from pymysql import connect
def main():
    find_name = input("请输入物品名称：")
    # 创建Connection连接
    conn = connect(host='localhost',port=3306,user='root',password='mysql',database='db_itheima',charset='utf8')
    # 获得Cursor对象
    cs1 = conn.cursor()
    # 非安全的方式
    # 输入 ' or 1 = 1 or '   (单引号也要输入)
    # sql = "select * from goods where name='%s'" % find_name
    # print("""sql===>%s<====""" % sql)
    # # 执行select语句，并返回受影响的行数：查询所有数据
    # count = cs1.execute(sql)
    # 安全的方式
    # 构造参数列表
    params = [find_name]
    # 执行select语句，并返回受影响的行数：查询所有数据
    count = cs1.execute("select * from goods where name=%s", params)
    # 注意：
    # 如果要是有多个参数，需要进行参数化
    # 那么params = [数值1, 数值2....]，此时sql语句中有多个%s即可
    # %s 不需要带引号
    # 打印受影响的行数
    print(count)
    # 获取查询的结果
    # result = cs1.fetchone()
    result = cs1.fetchall()
    # 打印查询的结果
    print(result)
    # 关闭Cursor对象
    cs1.close()
    # 关闭Connection对象
    conn.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

_name
# print(“”“sql===>%s<====”“” % sql)
# # 执行select语句，并返回受影响的行数：查询所有数据
# count = cs1.execute(sql)

# 安全的方式
# 构造参数列表
params = [find_name]
# 执行select语句，并返回受影响的行数：查询所有数据
count = cs1.execute("select * from goods where name=%s", params)
# 注意：
# 如果要是有多个参数，需要进行参数化
# 那么params = [数值1, 数值2....]，此时sql语句中有多个%s即可
# %s 不需要带引号
# 打印受影响的行数
print(count)
# 获取查询的结果
# result = cs1.fetchone()
result = cs1.fetchall()
# 打印查询的结果
print(result)
# 关闭Cursor对象
cs1.close()
# 关闭Connection对象
conn.close()

if name == ‘main’:
main()

到此这篇关于Python闭包装饰器的文章就介绍到这了,更多相关Python闭包装饰器内容请搜索风君子博客以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持风君子博客！

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