函数与装饰器Python学习(三)
1.1 文件处理
1.1.1 打开文件过程
在Python中,打开文件,得到文件句柄并赋值给一个变量,默认打开模式就为r
f=open(r'a.txt','w',encoding='utf-8') print(f.writable())
通过句柄对文件进行操作
f.write('1111\n')
f.write('2222\n')
f.writelines(['3333\n','444\n'])
关闭文件
f.close()
1.1.2 打开文件过程分析
1、由应用程序向操作系统发起系统调用open(...)
2、操作系统打开该文件,并返回一个文件句柄给应用程序
3、应用程序将文件句柄赋值给变量f
1.1.3 注意要点:
第一点:
打开一个文件包含两部分资源:操作系统级打开的文件+应用程序的变量。在操作完毕一个文件时,必须把与该文件的这两部分资源一个不落地回收,回收方法为:
1、f.close() #回收操作系统级打开的文件
2、del f #回收应用程序级的变量
其中del f一定要发生在f.close()之后,否则就会导致操作系统打开的文件还没有关闭,白白占用资源,而python自动的垃圾回收机制决定了我们无需考虑del f,这就要求我们,在操作完毕文件后,一定要记住f.close()
为避免忘记忘记f.close(),使用with关键字来帮我们管理
with open('a.txt','w') as f:
pass
with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f:
data=read_f.read()
write_f.write(data)
强调第二点:
f=open(...)是由操作系统打开文件,那么如果我们没有为open指定编码,那么打开文件的默认编码很明显是操作系统说了算了,操作系统会用自己的默认编码去打开文件,在windows下是gbk,在linux下是utf-8。
这就用到了上节课讲的字符编码的知识:若要保证不乱码,文件以什么方式存的,就要以什么方式打开。
f=open('a.txt','r',encoding='utf-8')
1.1.4 三种模式:a,r,b
打开文件的模式有(默认为文本模式)
1.1.5 a:之追加写模式(不可读;不存在则创建;存在则只追加内容)
文件不存在则创建,文件存在那么在打开文件后立刻将光标移动到文件末尾,进行追加写
f=open(r'b.txt','a',encoding='utf-8')
print(f.writable())
f.write('4444\n')
f.write('5555\n')
f.writelines(['66666\n','7777\n'])
f.close()
1.1.6 r:只读模式(默认模式,文件必须存在,不存在则抛出异常)
f=open(r'b.txt','r',encoding='utf-8') print(f.writable()) print(f.read()) print(f.readlines()) print(f.readline(),end='') print(f.readline(),end='') f.close()
with open('b.txt','r',encoding='utf-8') as f:
while True:
line=f.readline()
if len(line) == 0:break
print(line)
print(f.readline())
print(f.readline())
print(f.readline())
print(f.readline())
print(f.readline())
print(f.readline())
print(f.readline())
print('第八次',f.readline())
#
for line in f:
print(line)
1.1.7 w,只写模式(不可读;不存在则创建;存在则清空内容)
1.1.8 b:bytes表示以字节的方式操作(而所有文件也都是以字节的形式存储的,使用这种模式无需考虑文本文件的字符编码、图片文件的jgp格式、视频文件的avi格式)
with open('111.png','rb') as f:
print(f.read())
with open('b.txt','rb',) as f:
print(f.read().decode('utf-8'))
with open('b.txt','rt',encoding='utf-8') as f:
print(f.read())
with open('b.txt','wb') as f:
res='中问'.encode('utf-8')
print(res,type(res))
f.write(res)
with open('b.txt','ab') as f:
res='哈哈哈'.encode('utf-8')
print(res,type(res))
f.write(res)
注:以b方式打开时,读取到的内容是字节类型,写入时也需要提供字节类型,不能指定编码
1.2 字符编码补充
#encoding:utf-8
with open('b.txt','rt',encoding='utf-8') as f:
print(f.read())
1.3 操作文件的方法
1.3.1 文件修改
文件的数据是存放于硬盘上的,因而只存在覆盖、不存在修改这么一说,我们平时看到的修改文件,都是模拟出来的效果,具体的说有两种实现方式:
1.3.1.1 利用b模式,编写一个cp工具,要求如下:
1. 既可以拷贝文本又可以拷贝视频,图片等文件
2. 用户一旦参数错误,打印命令的正确使用方法
提示:可以用import sys,然后用sys.argv获取脚本后面跟的参数
方式一:将硬盘存放的该文件的内容全部加载到内存,在内存中是可以修改的,修改完毕后,再由内存覆盖到硬盘(word,vim,nodpad++等编辑器)
import os
with open('info.txt','r',encoding='utf-8') as read_f,open('.info.txt.swap','w',encoding='utf-8') as write_f:
data=read_f.read()
write_f.write(data.replace('alex','SB'))
os.remove('info.txt')
os.rename('.info.txt.swap','info.txt')
方式二:将硬盘存放的该文件的内容一行一行地读入内存,修改完毕就写入新文件,最后用新文件覆盖源文件
import os
with open('info.txt', 'r', encoding='utf-8') as read_f, open('.info.txt.swap', 'w', encoding='utf-8') as write_f:
for line in read_f:
if 'SB' in line:
line=line.replace('SB','alex')
write_f.write(line)
os.remove('info.txt')
os.rename('.info.txt.swap', 'info.txt')
cp复制命令的实现
1、源大小的问题:
2、文件打开模式的问题:b
#!/usr/bin/env python
import sys
_,src_file,dst_file=sys.argv
with open(src_file,'rb') as read_f,\
open(dst_file,'wb') as write_f:
# data=read_f.read()
# write_f.write(data)
for line in read_f:
write_f.write(line)
write_f.flush()
1.3.2 文件内光标的移动
f.read() #读取所有内容,光标移动到文件末尾
f.readline() #读取一行内容,光标移动到第二行首部
f.readlines() #读取每一行内容,存放于列表中
f.write('1111\n222\n') #针对文本模式的写,需要自己写换行符
f.write('1111\n222\n'.encode('utf-8')) #针对b模式的写,需要自己写换行符
f.writelines(['333\n','444\n']) #文件模式
f.writelines([bytes('333\n',encoding='utf-8'),'444\n'.encode('utf-8')]) #b模式
1.3.2.1 : read(3):
1. 文件打开方式为文本模式时,代表读取3个字符
2. 文件打开方式为b模式时,代表读取3个字节
1.3.2.2 : 其余的文件内光标移动都是以字节为单位如seek,tell,truncate
注意:
1. seek有三种移动方式0,1,2,其中1和2必须在b模式下进行,但无论哪种模式,都是以bytes为单位移动的
2. truncate是截断文件,所以文件的打开方式必须可写,但是不能用w或w+等方式打开,因为那样直接清空文件了,所以truncate要在r+或a或a+等模式下测试效果
1.3.2.3 基于seek实现tail -f功能
with open('a.txt','r',encoding='utf-8') as f:
data1=f.read()
print('==1==>',data1)
print(f.tell())
data2=f.read()
print('==2==>',data2)
只有一种情况光标以字符为单位:文件以rt方式打开,read(3)
with open('c.txt','rt',encoding='utf-8') as f:
print(f.read(6))
print(f.tell())
f.seek(0,0)
print(f.read(6))
f.seek(6,0)
f.seek(8,0)
print(f.read())
with open('c.txt','rb',) as f:
f.seek(6,0)
# f.seek(8,0)
print(f.read())
with open('c.txt','rb') as f:
print(f.read(6))
f.seek(2,1)
print(f.tell())
print(f.read().decode('utf-8'))
1.4 函数基础
1.4.1 为什么要有函数?没有函数带来的困扰?
Ø 组织结构不清晰,可读性差
Ø 代码冗余
Ø 可扩展性差
1.4.2 什么是函数
具备某一个功能的工具---》函数
事先准备工具-》函数的定义
拿来就用、重复使用-》函数的调用
ps:先定义后调用
1.4.3 函数的分类:
内置函数:len,max(10,11),help(函数名)
自定义函数:def
语法:
def 函数名(参数1,参数2,...):
"""注释"""
函数体
return 返回值
'''
#'函数即是变量'
def print_tag():
print('*'*20)
def print_msg(): #print_msg=<function print_msg at 0x00000000027EA8C8>
print('hello world')
print(print_msg)
print(print_tag)
print_tag()
print_msg()
print_tag()
1.4.4 定义函数阶段都发生了什么事:只检测语法,不执行代码
1.4.4.1 定义阶段
sex='male'
def auth():
sex
name=input('name>>: ').strip()
password=input('password>>: ').strip()
if name =='egon' and password == '':
print('login successfull')
else:
print('user or password err')
1.4.4.2 调用阶段
auth()
1.4.5 函数的使用:先定义后调用
def bar():
print('from bar')
def foo():
print('from foo')
bar()
foo()
定义阶段
def foo(): print('from foo') bar()
定义阶段
def bar(): print('from bar')
调用
def bar(): print('from bar')
1.4.6 定义函数的三种形式
1、无参:应用场景仅仅只是执行一些操作,比如与用户交互,打印
2、有参:需要根据外部传进来的参数,才能执行相应的逻辑,比如统计长度,求最大值最小值
3、空函数:设计代码结构
1.4.6.1 第一种:无参函数
def auth():
name=input('name>>: ').strip()
password=input('password>>: ').strip()
if name =='egon' and password == '':
print('login successfull')
else:
print('user or password err')
1.4.6.2 第二种:有参函数
def my_max(x,y):
if x >= y:
print(x)
else:
print(y)
my_max(1,2)
1.4.6.3 第三种:空函数
def auth(name,password):
if name =='egon' and password == '':
print('login successfull')
else:
print('user or password err')
def interactive():
name=input('name>>: ').strip()
password=input('password>>: ').strip()
auth(name,password)
interactive()
1.4.7 结论:
1、定义时无参,意味着调用时也无需传入参数
2、定义时有参,意味着调用时则必须传入参数
1.4.8 程序的体系结构
def auth():
pass
def put():
pass
def get():
pass
def ls():
pass
1.5 函数的返回值
无return->None
return 1个值->返回1个值
return 逗号分隔多个值->元组
1.5.1 return的特点:
1、 函数内可以有多个return,但是只能执行一次return
2、 执行return函数就立刻结束,并且return的后值当做本次调用的结果返回
1.5.1.1 什么时候该有返回值?
调用函数,经过一系列的操作,最后要拿到一个明确的结果,则必须要有返回值
通常有参函数需要有返回值,输入参数,经过计算,得到一个最终的结果
1.5.1.2 什么时候不需要有返回值?
调用函数,仅仅只是执行一系列的操作,最后不需要得到什么结果,则无需有返回值
通常无参函数不需要有返回值
1.5.2 函数调用的三种形式
1.5.2.1 语句形式:foo()
def foo(x,y):
return x+y
res=foo(1,2)
def my_max(x,y):
if x >= y:
return x
else:
return y
res=my_max(1,2)
print(res)
def foo():
print('first')
return 1
print('second')
return 2
print('third')
return 3
res=foo()
print(res)
1.6 函数的参数
1.6.1 函数的参数分类两种:
形参:在定义阶段括号内指定的参数,相当于变量名
实参:在调用阶段括号内传入的值称之为实参,相当于值
1.6.2 在调用阶段,实参的值会绑定给形参,在调用结束后解除绑定
def foo(x,y): #x=1,y=2
print(x,y)
foo(1,2)
1.6.3 在python中参数的分类:
1.6.3.1 位置参数:按照从左到右的顺序依次定义的参数
位置形参:必须被传值,多一个少一个都不行
位置实参:与形参一一对应传值
def foo(x,y):
print(x,y)
foo(2,1)
1.6.3.2 关键字参数:在函数调用时,按照key=value的形式定义的实参
特点:指名道姓地给形参传值,不再依赖与位置
def foo(name,age,sex):
print(name,age,sex)
foo('egon',18,'male')
foo(sex='male',age=18,name='egon',)
注意:
1、 关键字实参必须在位置实参的后面
2、 不能为同一个参数赋值多次
foo('egon',sex='male',age=18,name='egon')
1.6.3.3 默认参数:在函数定义阶段,就已经为形参赋值了
特点:定义阶段已经有值意味着调用阶段可以不用传值
位置参数通常用于经常变化的参数,而默认参数指的是大多数情况下都一样的
def foo(x,y=1):
print(x,y)
foo(1,2)
foo(y=3,x=1)
foo(111)
foo(x=1111)
def register(name,age,sex='male'):
print(name,age,sex)
register('egon1',18)
register('egon2',18)
register('egon3',18)
register('alex',38,'female')
注意:
1、默认参数必须放到位置形参的后面
def register(name,sex='male',age,):
print(name,age,sex)
2、默认参数的值只在定义时被赋值一次
3、默认的参数的值通常应该是不可变类型
res=1
def foo(x,y=res):
print(x,y)
res=10
foo('aaaaaaaa')
1.6.3.4 可变长参数:在调用函数时,实参值的个数不固定
实参的形式有:位置实参和关键字实参,
形参的解决方案:*,**
Ø *args的用法
def foo(x,y,*args): #z=(3,4,5,6)
print(x,y)
print(args)
foo(1,2,3,4,5,6)
foo(1,2,*[3,4,5,6]) #foo(1,2,3,4,5,6)
foo(*[1,2,3,4,5,6]) #foo(1,2,3,4,5,6)
def foo(x,y):
print(x,y)
foo(*(1,2)) #foo(1,2)
Ø **kwargs
def foo(x,y,**kwargs): #kwargs={'c':5,'a':3,'b':4}
print(x,y)
print(kwargs)
foo(y=2,x=1,a=3,b=4,c=5)
foo(y=2,**{'c':5,'x':1,'b':4,'a':3}) #foo(y=2,a=3,c=5,b=4)
def foo(name,age):
print(name,age)
foo(**{'name':'egon','age':18})
foo({'name':'egon','age':18})
def bar(x,y,z):
print(x,y,z)
def wrapper(*args,**kwargs): #args=(1,),kwargs={'z':2,'y':3}
# print(args,kwargs)
bar(*args,**kwargs) #bar(*(1,),**{'z':2,'y':3}) #bar(1,z=2,y=3,)
wrapper(1,z=2,y=3)
1.6.3.5 命名关键字参数:指的是定义在*后的参数,该参数必须被传值(除非有它有默认值),而且必须按照key=value的形式传值
def foo(x,y,*args,m=100000,n):
print(x,y)
print(args)
print(m,n)
foo(1,2,3,n=4,)
1.7 函数的对象
1.7.1 函数是第一类对象:指的是函数可以当做数据传递
1.7.1.1 可以被引用 x=1,y=x
def func(x,y):
print(x,y)
f=func
f(1,2)
1.7.1.2 可当做函数的参数传入
def foo():
print('from foo')
def bar(func):
# print(func)
func()
bar(foo)
1.7.1.3 可以当做函数的返回值
def foo():
print('from foo')
def bar():
return foo
f=bar()
f()
1.7.1.4 可以当做容器类型的元素
def foo():
print('from foo')
def bar():
return foo
l=[foo,bar]
print(l)
l[0]()
def get():
print('get')
def put():
print('put')
def ls():
print('ls')
cmd=input('>>: ').strip()
if cmd == 'get':
get()
elif cmd == 'put':
put()
elif cmd == 'ls':
ls()
def get():
print('get')
def put():
print('put')
def ls():
print('ls')
def auth():
print('auth')
func_dic={
'get':get,
'put':put,
'ls':ls,
'auth':auth
}
# func_dic['put']()
cmd = input('>>: ').strip()
if cmd in func_dic:
func_dic[cmd]()
1.8 函数的嵌套
1.8.1 函数的嵌套调用
def my_max(x,y):
if x >= y:
return x
else:
return y
def my_max4(a,b,c,d):
res1=my_max(a,b)
res2=my_max(res1,c)
res3=my_max(res2,d)
return res3
1.8.2 函数的嵌套定义
def f1():
def f2():
print('from f2')
def f3():
print('from f3')
f3()
# print(f2)
f2()
f1()
1.9 名称空间
名称空间指的是:存放名字与值绑定关系的地方,
1.9.1 内置与全局名称空间
内置名称空间(python解释器启动就有):python解释器内置的名字,max,len,print
全局名称空间(执行python文件时生效):文件级别定义的名字
x=1
def func():pass
import time
if x == 1:
y=2
#局部名称空间(函数调用时生效,调用结束失效):函数内部定义的名字
func()
1.9.2 加载与访问顺序
加载顺序:内置---》全局----》局部名称空间
访问名字的顺序:局部名称空间===》全局----》内置
x=1 print(x)
#print(max)
max=2
def func():
# max=1
print(max)
func()
x='gobal'
def f1():
# x=1
def f2():
# x=2
def f3():
# x=3
print(x)
f3()
f2()
f1()
1.9.3 全局与局部作用域
全局作用域(全局范围):内置名称空间与全局名称空间的名字,全局存活,全局有效,globals()
局部作用域(局部范围):局部名称空间的名字,临时存活,局部有效,locals()
#xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx=111111111111111111111
print(globals())
print(dir(globals()['__builtins__']))
print(locals() is globals())
def func():
# yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy=22222222
print(globals())
print(locals())
func()
x=100
def func():
global x
x=1
func()
print(x)
x='global'
def f1():
# x=1
def f2():
nonlocal x
x=0
f2()
print('===f1 innter--->',x)
f1()
print(x)
1.9.4 强调两点:
1.9.4.1 打破函数层级限制来调用函数
def outter():
def inner():
print('inner')
return inner
f=outter()
# print(f)
def bar():
f()
bar()
1.9.4.2 函数的作用域关系是在函数定义阶段就已经固定了,与调用位置无关
x=1
def outter():
# x=2
def inner():
print('inner',x)
return inner
f=outter()
# print(f)
# x=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
def bar():
x=3
f()
# x=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
bar()
x=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
1.10 闭包函数
闭包函数:
1 定义在函数内部的函数
2 该函数的函数体代码包含对外部作用域(而不是全局作用域)名字的引用
3 通常将闭包函数用return返回,然后可以在任意使用
z=1
def outer():
x=1
y=2
def inner():
print(x,y)
# print(z)
return inner
f=outer()
print(f.__closure__[0].cell_contents)
print(f.__closure__[1].cell_contents)
print(f.__closure__)
def bar():
x=111121
y=2222
f()
bar()
def foo(x,y):
print(x+y)
foo(1,2)
def outter():
x=1
y=2
def foo():
print(x+y)
return foo
f=outter()
f()
1.10.1 闭包的意义:
返回的函数对象,不仅仅是一个函数对象,在该函数外还包裹了一层作用域,这使得,该函数无论在何处调用,优先使用自己外层包裹的作用域
1.10.2 应用领域:
延迟计算(原来我们是传参,现在我们是包起来)
1.10.3 爬页面:闭包函数为我们提供了一种新的为函数传参的方式
import requests #pip3 install requests
def get(url):
response=requests.get(url)
if response.status_code == 200:
print(len(response.text))
get('https://www.baidu.com')
get('https://www.baidu.com')
get('https://www.baidu.com')
def outter(url):
# url = 'https://www.baidu.com'
def get():
response=requests.get(url)
if response.status_code == 200:
print(len(response.text))
return get
baidu=outter('https://www.baidu.com')
python=outter('https://www.python.org')
# baidu()
# baidu()
# baidu()
1.11 装饰器
1.11.1 开放封闭原则:
对扩展开放,对修改是封闭
1.11.2 装饰器:
装饰它人的,器指的是任意可调用对象,现在的场景装饰器-》函数,被装饰的对象也是-》函数
1.11.3 原则:
1、不修改被装饰对象的源代码
2、不修改被装饰对象的调用方式
1.11.4 装饰器的目的:
在遵循1,2的前提下为被装饰对象添加上新功能
错误的示范
import time
def index():
time.sleep(3)
print('welecome to index')
def timmer(func):
start=time.time()
func()
stop=time.time()
print('run time is %s' %(stop-start))
timmer(index)
1.11.5 正确的示范
import time
def index():
time.sleep(3)
print('welecome to index')
def timmer(func):
# func=index #最原始的index
def inner():
start=time.time()
func() #最原始的index
stop=time.time()
print('run time is %s' %(stop-start))
return inner
index=timmer(index) #index=inner
# print(f)
index() #inner()
1.12 装饰器的修订
1.12.1 装饰器语法:
在被装饰对象正上方单独一行写上,@装饰器名
@deco1
@deco2
@deco3
def foo():
pass
foo=deco1(deco2(deco3(foo)))
1.12.2 改进一:
import time
def timmer(func):
def inner():
start=time.time()
res=func()
stop=time.time()
print('run time is %s' %(stop-start))
return res
return inner
@timmer #index=timmer(index)
def index():
time.sleep(1)
print('welecome to index')
return 1111
res=index() #res=inner()
print(res)
1.12.3 改进二:
import time
def timmer(func):
def inner(*args,**kwargs):
start=time.time()
res=func(*args,**kwargs)
stop=time.time()
print('run time is %s' %(stop-start))
return res
return inner
@timmer #index=timmer(index)
def index(name):
time.sleep(1)
print('welecome %s to index' %name)
return 1111
res=index('egon') #res=inner('egon')
print(res)
@timmer #home=timmer(home)
def home(name):
print('welcome %s to home page' %name)
home('egon') #inner('egon')
1.13 有参装饰器
import time
def auth(func): # func=index
def inner(*args,**kwargs):
name=input('name>>: ').strip()
password=input('password>>: ').strip()
if name == 'egon' and password == '':
print('login successful')
return func(*args,**kwargs)
else:
print('login err')
return inner
@auth
def index(name):
time.sleep(1)
print('welecome %s to index' %name)
return 1111
res=index('egon')
print(res)
#有参装饰器
import time
def auth2(engine='file'):
def auth(func): # func=index
def inner(*args,**kwargs):
if engine == 'file':
name=input('name>>: ').strip()
password=input('password>>: ').strip()
if name == 'egon' and password == '':
print('login successful')
return func(*args,**kwargs)
else:
print('login err')
elif engine == 'mysql':
print('mysql auth')
elif engine == 'ldap':
print('ldap auth')
else:
print('engin not exists')
return inner
return auth
@auth2(engine='mysql') #@auth #index=auth(index) #index=inner
def index(name):
time.sleep(1)
print('welecome %s to index' %name)
return 1111
res=index('egon') #res=inner('egon')
print(res)
1.14 并列多个装饰器
import time
def timmer(func):
def inner(*args,**kwargs):
start=time.time()
res=func(*args,**kwargs)
stop=time.time()
print('run time is %s' %(stop-start))
return res
return inner
def auth2(engine='file'):
def auth(func): # func=index
def inner(*args,**kwargs):
if engine == 'file':
name=input('name>>: ').strip()
password=input('password>>: ').strip()
if name == 'egon' and password == '':
print('login successful')
return func(*args,**kwargs)
else:
print('login err')
elif engine == 'mysql':
print('mysql auth')
elif engine == 'ldap':
print('ldap auth')
else:
print('engin not exists')
return inner
return auth
@auth2(engine='file')
@timmer
def index(name):
time.sleep(1)
print('welecome %s to index' %name)
return 1111
res=index('egon')
print(res)
1.15 wraps补充
from functools import wraps
import time
def timmer(func):
@wraps(func)
def inner(*args,**kwargs):
start=time.time()
res=func(*args,**kwargs)
stop=time.time()
print('run time is %s' %(stop-start))
return res
# inner.__doc__=func.__doc__
# inner.__name__=func.__name__
return inner
@timmer
def index(name): #index=inner
'''index 函数。。。。。'''
time.sleep(1)
print('welecome %s to index' %name)
return 1111
# res=index('egon')
# print(res)
print(help(index))
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