Python 中的闭包、匿名函数、decorator 装饰器与python的偏函数

Python中的闭包 def calc_sum(lst): def lazy_sum(): return sum(lst) return lazy_sum 像这种内层函数引用了外层函数的变量（参数也算变量），然后返回内层函数的情况，称为闭包（Closure）。在函数内部定义的函数和外部定义的函数是一样的，只是他们无法被外部访问。 闭包的特点是返回的函数还引用了外层函数的局部变量，所以，要正确使用闭包，就要确保引用的局部变量在函数返回后不能变。 def count(): fs = [] for i in range(1, 4): 在Python编程语言中，闭包、匿名函数和装饰器是三种重要的高级概念，它们扩展了函数的功能和灵活性。下面将详细解释这些概念及其应用。 **闭包（Closure）** 闭包是指一个函数能够记住它被创建时的环境，即它可以访问并操作在其外部定义但不在其作用域内的变量。闭包的实现依赖于Python的词法作用域规则。例如： ```python def calc_sum(lst): def lazy_sum(): return sum(lst) return lazy_sum sum_calculator = calc_sum([1, 2, 3]) result = sum_calculator() ``` 在这个例子中，`lazy_sum`函数是闭包，因为它引用了外部函数`calc_sum`的局部变量`lst`。即使`calc_sum`执行完毕，`lazy_sum`仍然能访问并使用`lst`的值。 **匿名函数（Lambda Function）** 匿名函数是一种简短的、只用一行表达式的函数，通常用于快速定义简单的函数。它由`lambda`关键字定义，不需使用`def`关键字。例如： ```python add = lambda x, y: x + y print(add(2, 3)) # 输出 5 ``` 在这个例子中，`lambda x, y: x + y`定义了一个接受两个参数并返回它们之和的匿名函数。 **装饰器（Decorator）** 装饰器是一种特殊类型的函数，它允许我们在不修改原有函数代码的情况下，增加或修改函数的功能。装饰器本质上是一个接受函数作为输入并返回新函数的高阶函数。在Python中，我们可以使用`@decorator`语法糖来简洁地应用装饰器。例如： ```python def log(func): def wrapper(*args, **kwargs): print(f"Calling {func.__name__} function...") return func(*args, **kwargs) return wrapper @log def greet(name): print(f"Hello, {name}") greet("Alice") # 输出 "Calling greet function..." 和 "Hello, Alice" ``` 在这个例子中，`log`装饰器在`greet`函数调用之前和之后打印一条消息，而无需改动`greet`函数的原始代码。 **带参数的装饰器** 装饰器不仅可以接收函数作为参数，还可以接收其他参数。通过定义一个装饰器工厂函数，我们可以创建具有不同行为的装饰器。例如： ```python def log(prefix): def log_decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): print(f" [{prefix}] Calling {func.__name__} function...") return func(*args, **kwargs) return wrapper return log_decorator @log("DEBUG") def test(): pass test() # 输出 "[DEBUG] Calling test function..." ``` 这里，`log`是一个装饰器工厂函数，它接受一个`prefix`参数并返回一个新的装饰器`log_decorator`。`log_decorator`再接收一个函数并返回新的函数`wrapper`，实现了带有特定前缀的日志记录。 **完善装饰器** 为了保持装饰后函数的元数据（如`__name__`、`__doc__`等），我们需要在装饰器中进行适当的处理： ```python def log(func): def wrapper(*args, **kwargs): print('call ' + func.__name__ + '()...') return func(*args, **kwargs) wrapper.__name__ = func.__name__ wrapper.__doc__ = func.__doc__ return wrapper ``` 通过这种方式，即使`log`装饰器改变了函数的行为，它也不会改变函数的名称和文档字符串，使得调用者可以像使用未装饰的函数一样使用装饰后的函数。 总结来说，闭包提供了对局部变量的持久化访问，匿名函数简化了一行代码的函数定义，而装饰器则增强了代码的可读性和复用性，允许我们在不改动原有函数的基础上添加额外的功能。这三种特性是Python高级编程中的重要工具，极大地提升了代码的灵活性和效率。