五分鐘輕松理解 Python 閉包與裝飾日高級概念
作者：手把手PythonAI編程
閉包和裝飾器是Python中非常實用的高級概念，它們可以幫助你編寫更優雅、更靈活的代碼。
Python的魅力在于它簡潔的語法和強大的特性，其中閉包和裝飾器是兩個經常被提及的高級概念。雖然聽起來有些高深，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？
閉包聽起來復雜，實際上是一種函數內部定義的函數，能夠訪問其外部函數的變量，即使外部函數已經執行完畢。這得益于Python的變量作用域規則。
理解閉包
例子時間：
def outer_func(msg):
# 外部函數的局部變量
def inner_func():
print(msg)
# 返回內部函數
return inner_func
# 調用outer_func并保存返回的內部函數
greeting = outer_func("你好，世界！")
# 現在調用greeting函數，盡管msg已不在作用域內，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outer_func中的局部變量msg，這就是閉包。
進階：閉包中的變量綁定
閉包允許內部函數記住并訪問外部函數的局部變量，即使外部函數執行完畢。
def counter(start):
count = start # count在這里是外部函數的局部變量
def increment():
nonlocal count # 聲明count不是局部變量，而是外部函數的
count += 1
return count
return increment
# 創建一個計數器
counter_a = counter(1)
print(counter_a()) # 輸出: 2
print(counter_a()) # 輸出: 3注意：使用nonlocal關鍵字告訴Python count不是內部函數的局部變量，而是外層函數的。
跨越到裝飾器
裝飾器本質上是一個接受函數作為參數并返回一個新的函數的函數。它為函數添加額外的功能，而無需修改原始函數的代碼，是閉包的一個常見應用。
裝飾器基礎
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是一個語法糖，等價于將say_hello傳遞給my_decorator并用返回值替換原來的say_hello。wrapper函數執行了額外的操作（前后打印信息），但對調用者來說，就像是直接調用say_hello一樣。
裝飾器參數
裝飾器也可以接受參數，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：使用嵌套函數讓裝飾器可以接受參數，這樣可以保持裝飾器使用的簡潔性。
實戰案例分析
假設我們需要記錄函數的執行時間，可以創建一個裝飾器來實現這一需求。
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：這個裝飾器在每次調用test_function時都會計算并打印執行時間，展示了裝飾器增強函數功能的強大能力。
結語
閉包和裝飾器是Python中非常實用的高級概念，它們可以幫助你編寫更優雅、更靈活的代碼。通過上述示例和解釋，希望能讓你對這兩個概念有更清晰的理解。
責任編輯：趙寧寧
來源：
手把手PythonAI編程
