【进阶系列】python的函数 #高阶函数 #map #装饰器

1、 匿名函数lambda的使用

问题1:定义函数时首先先想一个函数的名字,最好与内置函数、内置方法不重名

问题2:若一个函数的功能很简单,就两行代码,我还写一个完整的函数

这两个问题都可以通过匿名函数解决

匿名函数:顾名思义就是没有名字的函数,这种函数只使用一次,一般函数体只有一条语句一个返回值,用于实现简单功能。

语法格式

lambda 参数1, 参数2, 参数3, .... : 表达式

print((lambda x:x+2)(2))

fun1 = lambda x : x+2
print(fun1(4))

fun2 = lambda : print("我是匿名函数")
fun2()

fun3 = lambda : 3
print(fun3())

fun4 = lambda *num : sum(num)
print(fun4(1,2,3,4,5))

fun5 = lambda **stus : stus
print(fun5(zhangsan=18, lisi=20, wangwu=19))

fun6 = lambda a,b=1 : a+b
print(fun6(3))
print(fun6(3,8))

# 使用匿名函数接收两个参数a和b,返回a、b的较大值
fun7 = lambda a, b: max(a,b)
print(fun7(10,20))
# python中的三元运算符
# 结果1 if 条件 else 结果2
fun8 = lambda a, b : a if a>b else b
print(fun8(13,10))

lambda函数的特性

  1. lambda函数是匿名的,即它是没有名字的函数,并且自带return。
  2. lambda函数可以使用任意数量的参数,但只能包含一个表达式。
  3. lambda函数返回一个值,这个值就是表达式的结果。
  4. lambda函数的生命周期很短,调用后立即被回收。

2、高阶函数 

数学中的高阶函数:y = g(f(x))

Python中的高阶函数:将一个或多个函数作为函数的参数

2.1 map 函数

用于将一个函数应用到一个序列的每一个元素,并返回一个包含结果的迭代器。

map语法格式:

map(函数,可迭代对象)

input_num = (1,2,3,4,5)
# 内置函数:str()   int()   float()
ret = map(str, input_num)
print(ret)
print(list(ret))

ls = [1,2,3,4,5]
ret = list(map(lambda x : x*10, ls))
print(ret)

 2.2 reduce函数

reduce 函数用于对序列进行累计运算,它通常需要从 functools 模块中导入

reduce语法格式:

from functools import reduce

reduce(函数,可迭代对象)

from functools import reduce

ls = [1,2,3,4,5]

ret_sum = reduce(lambda x, y: x+y, ls)
print(ret_sum)

ret_pro = reduce(lambda x, y: x*y, ls)
print(ret_pro)

 2.3 filter函数

用于遍历序列中的每个元素,根据条件进行筛选,返回一个包含被筛选后结果的迭代器。

filter语法格式:

filter(函数, 可迭代对象)

import random

ls = [random.randint(10,30) for _ in range(10)]
print(ls)

ret = filter(lambda x : x%2==0, ls)
print(ret)
print(list(ret))

 2.4 排序函数

menu = [['h红烧牛肉面', 18], ['x香辣牛肉面', 16], ['a安徽板面', 15], ['c重庆小面', 20]]
# 排序
menu.sort()
print(menu)
# 按单价排序 —— itemgetter——获取多维数组中某个维度的元素值
import operator
menu.sort(key=operator.itemgetter(1), reverse=True)
print(menu)
# 按单价排序 —— 使用匿名函数
menu.sort(key=lambda x:x[1], reverse=False)
print(menu)

 3、装饰器⭐(重难点)

3.1 装饰器的概念

在python中,装饰器本质是一个特殊的嵌套函数,它接收一个函数【被装饰的函数】做参数,并返回一个新的函数【装饰后的函数】

装饰器的最大作用:在不改变原有函数【被装饰的函数】的基础上给它添加新的功能

# 装饰器
def out_fun(function):
    def in_fun():
        print("挂上一颗星星")
        function()
        print("挂上一个礼物盒")
    return in_fun

# 被装饰函数
def my_tree():
    print("简简单单一棵树")

# 第一种调用方式
out_fun(my_tree)()
# 问:第一种调用方式,被装饰函数真的装饰了吗
my_tree()       # 并没有新增功能

# 第二种调用方式
my_tree = out_fun(my_tree)
# 问:第二种调用方式,被装饰函数真的装饰了吗
my_tree()

3.3 装饰器语法糖

语法糖是由编程语言提供的,可以让代码更加简洁、高效、易读和易写。语法糖不改变不会带来新的功能,也不会改变编程的结果,但是使用它会更加方便。

python中有很多语法糖,已用的有:

  1. 列表推导式
  2. 集合推导式
  3. 字典推导式
  4. f-string print(f"{}")
  5. 解包
  6. 装饰器

语法格式:

@装饰器函数名

def 被装饰函数名:

代码块

其实就是在被装饰函数的上面加一句话——@装饰器

# 装饰器
def out_fun(function):
    def in_fun():
        print("挂上一颗星星")
        function()
        print("挂上一个礼物盒")
    return in_fun

# 被装饰函数
@out_fun
def my_tree():
    print("简简单单一棵树")

my_tree()

3.4 被装饰函数有参数

若被装饰函数有参数,那么装饰器的内部函数也需要有参数,保证在内部调用被装饰函数的时候能正确传参。

3.4.1 被装饰函数有一个参数

# 装饰器
def out_fun(function):
    def in_fun(x):
        print("挂上一颗星星")
        function(x)
        print("挂上一个礼物盒")
    return in_fun

# 被装饰函数
@out_fun
def my_tree(x):
    print(f"简简单单{x}棵树")

my_tree(3)

3.4.2 被装饰函数有未知个参数

import time
# 装饰器
def out_fun(function):
    def in_fun(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        function(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(end - start)
    return in_fun

# 被装饰函数1
@out_fun
def fun1(x):
    time.sleep(1)
    print(x)
fun1(1)
# 被装饰函数2
@out_fun
def fun2(x, y, z):
    time.sleep(1)
    print(x + y + z)
fun2(1,2,3)

3.5 装饰器带参数(装饰器外部套函数)

上面3.4是被装饰函数带有参数,我们在装饰器内部函数设置参数,以保证参数的正确传递

现在装饰器要带有参数,而且装饰器的外部函数要接收被装饰函数的函数名,内部函数要接收被装饰函数的参数,那么为了保证装饰器参数、被装饰函数参数的正确传递,我们在装饰器外部函数再嵌套一层函数,用于接收装饰器参数

# 装饰器
def decoration(dec_arg):
    def out_fun(function):
        def in_fun(x):
            print(dec_arg)
            print("挂上一颗星星")
            function(x)
            print("挂上一个礼物盒")
        return in_fun
    return out_fun

# 被装饰函数
@decoration("我是装饰器的参数")
def my_tree(x):
    print(f"简简单单{x}棵树")

my_tree(3)

3.6 装饰器嵌套

已学的嵌套:列表、字符串、元组、集合、字典、函数、循环、选择

装饰器嵌套就是被装饰函数 可以 被多个装饰器装饰。

# 装饰器1
def out_fun_1(function):
    def in_fun_1(*args, **kwargs):
        print("装饰器1开始调用")
        function(*args, **kwargs)
        print("装饰1结束调用")
    return in_fun_1

# 装饰器2
def out_fun_2(function):
    def in_fun_2(*args, **kwargs):
        print("装饰器2开始调用")
        function(*args, **kwargs)
        print("装饰2结束调用")
    return in_fun_2

# 嵌套装饰 被装饰函数
@out_fun_1
@out_fun_2
def my_tree(x):
    print(f"{x}棵树")

my_tree(3)

3.7 类装饰器(了解即可)

除了可以自定义一个新的函数用作装饰器之外,也可以将一个类作为装饰器,为被装饰的函数添加新的功能。类装饰器通过实现类的__call__方法,使得类的实例可以被当作函数来调用,丛而实现对其他函数的装饰。

3.8、装饰器的常见应用【了解即可】

3.8.1 记录日志

装饰器可以用来记录函数调用的详细信息,包括调用时间、参数、返回值等

import logging
def log_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        logging.basicConfig(filename='./app.log', level=logging.INFO, filemode='a',
                            format='%(name)s - %(levelname)s - %(asctime)s - %(message)s')
        logging.warning(f"calling function:{func.__name__} with args:{args} and "
                        f"kwargs:{kwargs}")
        ret = func(*args, **kwargs)
        logging.warning(f"function {func.__name__} returned: {ret}")
        return ret
    return wrapper

@log_decorator
def test():
    print('123')

test()

3.8.2 性能检测

装饰器可以用来测量函数执行所需的时间,帮助识别性能瓶颈。

import time
def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        ret = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"{func.__name__} took {(end_time - start_time):.10f} seconds to run")
        return ret
    return wrapper

@timer
def process_list(my_list):
    for i in my_list:
        pass

my_list = list(range(10000))
process_list(my_list)

3.8.3 权限验证

装饰器可以用来检查用户是否有权限执行特定的函数或方法。

class User:
    def __init__(self, username, role):
        self.username = username
        self.role = role

# 装饰器:检查用户是否具有管理员权限
def admin_only(func):
    def wrapper(user, *args, **kwargs):
        if user.role != 'admin':
            raise PermissionError(f"User {user.username} is not "
                                  f"authorized to perform this action")
        return func(user, *args, **kwargs)
    return wrapper

@admin_only
def delete_user(user, user_to_delete):
    """只有管理员可以删除用户"""
    print(f'User {user_to_delete.username} has been deleted by {user.username}')

# 测试代码
admin_user = User('Alice', 'admin')
normal_user = User('Bob', 'user')

# 尝试以管理员身份删除用户
delete_user(admin_user, normal_user)

# 尝试以普通用户身份删除用户
delete_user(normal_user, admin_user)

未完待续(持续更新中🏆)

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