装饰器迭代器生成器

十二、 装饰器迭代器生成器

装饰器本质上来说也是一个函数，其实生成器迭代器也是函数。 这3个器可以让我们编写高效、可重用和可维护的代码。

本章中，目的是了解三个非常有用的工具：装饰器、迭代器和生成器。

12.1 闭包

在学习装饰器之前，首先需要理解一个重要的概念——闭包。闭包是一种函数的特殊现象，是装饰器实现的基础。

闭包是指在一个函数内部定义了另一个函数，并且这个内部函数引用了外部函数中的变量。

当外部函数以内部函数为返回值。

外部函数的作用域（包括其内部的变量）不会被立即销毁，而是保存在内部函数的闭包结构中，使得这些变量在后续调用内部函数时依然可用。

• 一个奇怪的现象

  def f():
      x = 10
      def g():  # 嵌套函数 g
          print(x)
      return g  # f 函数的返回值是函数 g
  
  h = f()  # h = g
  h()  # 输出 x=10
  
  

  • 让我们仔细分析上面的代码：
    1. 函数 f 内部定义了一个变量 x = 10。
    2. 函数 f 内部还定义了一个嵌套函数 g，它访问了外部函数 f 中的变量 x。
    3. f 函数的返回值是函数 g，所以调用 f() 后的结果实际上是 g 函数本身。
    4. 将 f() 的返回值赋值给变量 h，即 h = g。
    5. 调用 h() 实际上是在调用 g()，因此可以顺利打印出 x 的值 10。

  回顾一下函数的生命周期

  • 函数作用域生命周期：调用时产生，调用结束时（返回时）销毁
  • 也就是说在f() 之后，函数作用域里面的 x=10 应该来说已经被销毁了，不会存在这个变量了。
  • 但是往后调用函数h() 依然可以输出x，意味着这边变量似乎被保存下来了。这个现象就是闭包

• 闭包现象： 当我们调用 h() 时，尽管 f() 已经结束执行并返回，但 g() 依然能够访问 f() 内部的变量 x。这种外部函数返回后依然保存其作用域内变量的现象就是闭包。

• 总结：闭包 = 内部函数 + 外部函数的环境

闭包可以延长 外部函数的环境作用域

• 案例：以下哪些是闭包？

  • def f():
    	x = 10
        def g():
            y = 5
            print(y)
        return g
    
    fu = f()
    fu() 
    

  • def f(x):
        def g():
            print(x+1)
        return g
    
    fu = f()
    fu()
    

闭包到底什么用？与装饰器什么关系？

闭包在编程中的用途非常广泛，尤其在 Python 中，它们在许多高级编程技术中扮演着重要角色。

• 保持记忆

  • 简单例子

    def outer_function(x):
        def inner_function(y):
            return x + y
        return inner_function
    

    在这个例子中：

    • outer_function 定义了一个变量 x，并返回了 inner_function。

    • inner_function 使用了外部函数的变量 x，这意味着它“记住”了 x 的值，即使 outer_function 已经执行完毕。

      add_five = outer_function(5)  # 这里 x 是 5
      result = add_five(10)  # 这里 y 是 10
      print(result)  # 输出 15
      

      在这里，add_five 是一个函数，它记住了 x=5。调用 add_five(10) 实际上是 inner_function(10)，结果是 5 + 10 = 15。

    通过这个例子，如果把x给他换成一个函数？ 让后inner里面去做拓展操作，其实这个就是装饰器

12.2 装饰器

装饰器是什么？（设计方式） 装饰器是一种用于**“包装”**函数的工具，它可以在不修改原函数代码的情况下，动态地添加功能。装饰器通常使用闭包来实现，因为它需要记住一些上下文（例如，被装饰的函数）并在之后使用。

装饰器本质上是一个高阶函数，它接收一个函数作为参数，并返回一个新的函数（通常是闭包），这个新的函数通常在调用前后会执行一些额外的操作。

• 需求：开发一个foo函数，功能是输出foo

  def foo():
      print("foo...")
  

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