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函数进阶

名称空间

又称name space，顾名思义就是存放名字的地方，存放什么名字呢？举例说明，若变量x=1，1存放于内存，那名字x存放在哪里呢？名称空间正式存放名字x与1绑定关系的地方
名称空间共有3种，分别如下：

• locals:是函数内的名称空间，包括局部变量和形参
• globals:全局变量，函数定义所在模块的名字空间
• builtins:内置模块的那字空间

不同变量的作用域不同正是由这个变量所在的命名空间决定的。

作用域即范围：

• 全局范围：全局存活，全局有效
• 局部范围：临时存活，局部有效

查看作用域的方法 globals(),locals()

作用域查找顺序

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) # 此处打印的n是多少
        inner()
    outer()

func()

结果
{'level': 'L1', 'n': 33}
({'n': 44, 'level': 'L2'}, 44)
({'n': 44, 'level': 'L3'}, 44)

加载顺序：内置名称空间------>全局名称空间----->局部名称空间
名字的查找顺序：局部名称空间------>全局名称空间----->内置名称空间

inner()里打印的n值是多少？
inner()是嵌套在outer()里面的，inner()中未定义n，但是outer()中有定义n=44，对于inner()来说n是outer()中的全局变量，也就是说n的作用域是整个outer()。

闭包

在一些语言中，在函数中可以（嵌套）定义另一个函数时，如果内部的函数引用了外部的函数的变量，则可能产生闭包。闭包可以用来在一个函数与一组“私有”变量之间创建关联关系。在给定函数被多次调用的过程中，这些私有变量能够保持其持久性。—— 维基百科
详细参考：
闭包函数的必要条件：

• 闭包函数必须返回一个函数对象
• 闭包函数返回的那个函数必须引用外部变量（一般不能是全局变量），而返回的那个函数内部不一定要return

def outer():
    a = 1   #外部函数
    def inner():
        print(a)  #内部函数
    inner()
    print(inner.__closure__)
outer()
print(outer.__closure__)

结果
1
(<cell at 0x00000205587BE918: int object at 0x00007FFF717CE350>,)  # 证明inner()是外包
None   # 证明outer()不是闭包

闭包的作用就是减少函数调用时外部函数相同代码的执行次数，比如每次调用outer()函数时，都会创建一次a=1，如果利用下面的方法可以直接调用内部函数，不用每次都创建a=1。

def outer():
    a = 1
    def inner():
        print(a)
    return inner  # 返回inner()函数的地址
inn = outer()  # inn接收inner()函数地址，并作为对象
inn()  # 调用对象
print(inn.__closure__)

结果
1
(<cell at 0x00000213C056E918: int object at 0x00007FFF5E5AE350>,)

闭包——初试爬虫

# import urllib
from urllib.request import urlopen

def func():
    url = "http://www.xiaohuar.com/"
    def inner():
        ret = urlopen(url).read()
        print(ret)
    return inner

get_func = func()
get_func()

装饰器

装饰器形成的过程

用一个例子来说明。公司绩效考核时老板要看每个员工所写代码的执行时间，要求写一个函数来计算时间
最先想到的是这样的写法：

import time   # 导入time模块
def timer():
    start = time.time()  # 记录开始时间
    time.sleep(0.1) # 用来延时以便显示时间
    print("大家好！")
    end = time.time()   # 记录结束时间
    return end-start

t = timer()
print(t)

虽然能够成功计算出执行时间，不过问题来了，假设有很多个函数，
总不能每个函数体中都加上start------end这个部分吧。就又想了一招：

import time
def func():
    time.sleep(0.1)
    print("大家好！")

def timer(f):
    start = time.time()
    f()
    end = time.time()
    return end - start

t = timer(func)
print(t)

成功地解决了穿“统一服装”的问题，这时人家又会想，timer()是个神马玩意，我只想看func()的执行时间，不想用timer()，那怎么办？
那我们可以让调用func的时候实际调用的是timer，是不是和闭包有点联系呢！

import time
def func():
    time.sleep(0.1)
    print("大家好！")

def timer(f):
    def inner():
        start = time.time()
        f()
        end = time.time()
        print(end - start)
    return inner

func = timer(func)
func()

装饰器的作用

• 不想修改函数的调用方式，但是还是想在原来的函数前后添加功能
• timer()就是一个装饰器函数，只是对一个函数有一些装饰作用

原则：开放封闭原则

• 开放：对扩展是开放的
• 封闭：对修改是封闭的

装饰器的固定模式

首先介绍一个习惯用语——语法糖,即“@装饰器函数名”，要紧挨着被装饰函数

import time
def timer(f):
    def inner():
        start = time.time()
        f()
        end = time.time()
        print(end - start)
    return inner

@timer # 相当于func = timer(func)，紧挨着被装饰函数func()
def func():
    time.sleep(0.1)
    print("大家好！")
# func = timer(func)
func()

做一些修改，再深入理解一下

import time
def timer(f):
    def inner():
        start = time.time()
        f()
        end = time.time()
        print(end - start)
    return inner

@timer # 相当于func = timer(func)，紧挨着被装饰函数func()
def func():
    time.sleep(0.1)
    print("大家好！")
    return "123"
# func = timer(func)
ret = func()
print(ret)

结果
大家好！
0.10089230537414551
None

为什么没有返回值123呢？因为装饰器@timer，相当于执行func = timer(func)，此时的func相当于inner，inner是没有返回值的，所以ret收到的是None。再改一下：

import time
def timer(f):
    def inner():
        start = time.time()
        ret = f()
        end = time.time()
        print(end - start)
        return ret
    return inner

@timer # 相当于func = timer(func)，紧挨着被装饰函数func()
def func():
    time.sleep(0.1)
    print("大家好！")
    return "123"
# func = timer(func)
ret = func()
print(ret)

结果
大家好！
0.10078144073486328
123

此时就有了123，因为在inner()中有了返回值ret
接下来学习一下装饰带参数函数的装饰器，注意a的位置

import time
def timer(f):
    def inner(a):
        start = time.time()
        ret = f(a)
        end = time.time()
        print(end - start)
        return ret
    return inner

@timer # 相当于func = timer(func)，紧挨着被装饰函数func()
def func(a):
    time.sleep(0.1)
    print("大家好！", a)
    return "123"
# func = timer(func)
ret = func(1)
print(ret)

结果
大家好！ 1
0.10086464881896973
123

还没完，看看多个参数怎么办？

import time
def timer(f):
    def inner(*args):  # 这里就用到了不固定传参方式
        start = time.time()
        ret = f(*args)  # 这里就用到了不固定传参方式
        end = time.time()
        print(end - start)
        return ret
    return inner

@timer # 相当于func = timer(func)，紧挨着被装饰函数func()
def func1(a):
    time.sleep(0.1)
    print("大家好！", a)
    return "123"
@timer # 相当于func = timer(func)，紧挨着被装饰函数func()
def func2(a, b):
    time.sleep(0.1)
    print("大家好！", a, b)
    return "123"
# func = timer(func)
ret1 = func1(1)
ret2 = func2(1,2)
print(ret1, ret2)

结果
大家好！ 1
0.10072922706604004
大家好！ 1 2
0.10012173652648926
123 123

固定模式

def wrapper(func):   # wrapper装饰器，func=qqxing
	def inner(*args,**kwargs):
		ret = func(*args,**kwargs)
		return ret
	return inner
@wrapper   # 相当于qqxing=wrapper(qqxing)
def qqxing():
	print('123')
ret = qqxing()