五分鐘輕松理解 Python 閉包與裝飾日高級(jí)概念
Python的魅力在于它簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法和強(qiáng)大的特性，其中閉包和裝飾器是兩個(gè)經(jīng)常被提及的高級(jí)概念。雖然聽(tīng)起來(lái)有些高深，但一旦理解，它們將極大地豐富你的編程技巧。讓我們一步步揭開它們的神秘面紗。
什么是閉包？
閉包聽(tīng)起來(lái)復(fù)雜，實(shí)際上是一種函數(shù)內(nèi)部定義的函數(shù)，能夠訪問(wèn)其外部函數(shù)的變量，即使外部函數(shù)已經(jīng)執(zhí)行完畢。這得益于Python的變量作用域規(guī)則。
理解閉包
例子時(shí)間：
def outer_func(msg):
# 外部函數(shù)的局部變量
def inner_func():
print(msg)
# 返回內(nèi)部函數(shù)
return inner_func
# 調(diào)用outer_func并保存返回的內(nèi)部函數(shù)
greeting = outer_func("你好，世界！")
# 現(xiàn)在調(diào)用greeting函數(shù)，盡管msg已不在作用域內(nèi)，但仍能打印
greeting()解釋：這里，outer_func返回了inner_func，并且inner_func能夠訪問(wèn)outer_func中的局部變量msg，這就是閉包。
進(jìn)階：閉包中的變量綁定
閉包允許內(nèi)部函數(shù)記住并訪問(wèn)外部函數(shù)的局部變量，即使外部函數(shù)執(zhí)行完畢。
def counter(start):
count = start # count在這里是外部函數(shù)的局部變量
def increment():
nonlocal count # 聲明count不是局部變量，而是外部函數(shù)的
count += 1
return count
return increment
# 創(chuàng)建一個(gè)計(jì)數(shù)器
counter_a = counter(1)
print(counter_a()) # 輸出: 2
print(counter_a()) # 輸出: 3注意：使用nonlocal關(guān)鍵字告訴Python count不是內(nèi)部函數(shù)的局部變量，而是外層函數(shù)的。
跨越到裝飾器
裝飾器本質(zhì)上是一個(gè)接受函數(shù)作為參數(shù)并返回一個(gè)新的函數(shù)的函數(shù)。它為函數(shù)添加額外的功能，而無(wú)需修改原始函數(shù)的代碼，是閉包的一個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用。
裝飾器基礎(chǔ)
示例：
def my_decorator(func):
def wrapper():
print("Something is happening before the function is called.")
func()
print("Something is happening after the function is called.")
return wrapper
@my_decorator
def say_hello():
print("Hello!")
say_hello()解讀：這里，@my_decorator是一個(gè)語(yǔ)法糖，等價(jià)于將say_hello傳遞給my_decorator并用返回值替換原來(lái)的say_hello。wrapper函數(shù)執(zhí)行了額外的操作（前后打印信息），但對(duì)調(diào)用者來(lái)說(shuō)，就像是直接調(diào)用say_hello一樣。
裝飾器參數(shù)
裝飾器也可以接受參數(shù)，使得它們更加靈活。
def repeat(n):
def decorator_repeat(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
for _ in range(n):
func(*args, **kwargs)
return wrapper
return decorator_repeat
@repeat(3)
def greet(name):
print(f"Hello, {name}!")
greet("Alice") # 輸出 "Hello, Alice!" 三次技巧提示：使用嵌套函數(shù)讓裝飾器可以接受參數(shù)，這樣可以保持裝飾器使用的簡(jiǎn)潔性。
實(shí)戰(zhàn)案例分析
假設(shè)我們需要記錄函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間，可以創(chuàng)建一個(gè)裝飾器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一需求。
import time
def timing_decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
start_time = time.time()
result = func(*args, **kwargs)
end_time = time.time()
print(f"{func.__name__} took {end_time - start_time} seconds to execute.")
return result
return wrapper
@timing_decorator
def test_function():
time.sleep(1)
test_function()分析：這個(gè)裝飾器在每次調(diào)用test_function時(shí)都會(huì)計(jì)算并打印執(zhí)行時(shí)間，展示了裝飾器增強(qiáng)函數(shù)功能的強(qiáng)大能力。
結(jié)語(yǔ)
閉包和裝飾器是Python中非常實(shí)用的高級(jí)概念，它們可以幫助你編寫更優(yōu)雅、更靈活的代碼。通過(guò)上述示例和解釋，希望能讓你對(duì)這兩個(gè)概念有更清晰的理解。
