Python 閉包及裝飾器的應用 – Closure and Decorator in Python

在開始前,會需要先具備Scope的基本觀念:Python變數範圍 – Scope


Closure

在函數執行時,會建立一個local scope,當函數執行完,這個local scope並不會被清除——而且只要你知道怎麼再次訪問,它都會確保你訪問得到其中的變數

Decorator

decorator的概念即是透過closure的特性,將傳入的函式經裝飾後回傳一介面,如以下範例:

經裝飾後回傳都會是同一個介面,這樣會導致debug的困難:

可以用built-in的wraps來處理,wraps是decorator,一樣要把函式傳入

decorator可以堆疊,以下這個範例其實只是做了auth(log(f))這樣的處理

Decorator Factory

至於decorator乍看之下可以傳額外的參數,其實只是再多封裝了一層decorator:

Decorator Class(用於decorator的類別)

此外,我們也能透過callable物件來製作decorator

Class Decorator (用來裝飾類別的decorator)

Python的monkey paching特性(在程式的runtime能隨意更改物件屬性),我們也可以透過decorator來裝飾類別

其他範例:
functools.totoal_ordering

Dispatching pattern

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Python 變數範圍 – Variable Scope

讓我們來討論一下這個簡單的語句:

這裡做了物件賦值(assign)這個行為,也可以說這個變數名稱(variable name)綁定(bound)到某物件上,這個物件可以透過變數(a)來訪問,但要注意…不是在程式碼任何一處都可以!

先來理解一下這些概念:

  • scope(lexical): 簡單來說,就是變數宣告(綁定)的地方

  • namespace: 命名空間紀錄這些綁定行為,每個scope都會有一份命名空間的字典來提供查找

image

Scope的類型

  • global scope
    • 或稱module scope,範圍是單個檔案(*.py)
    • 模組(或app)是層層堆疊起來的,並不會說哪裡才是真正的global環境,要說的話,最接近的可能就是built-in的變數如True、None所宣告的地方吧
  • local scope(in compile time)
    function為範圍,scope伴隨函式被呼叫時建立,變數重新綁定

當在特定的scope下找不到特定的變數,python會往外部的命名空間查找,順序是local>global>built-in。例如:

a在module scope被找到,print最後在built-in scope被找到,但找不到b,導致NameError

對於外部的scope已經存在的變數,在當前的scope再宣告一個同樣的變數名稱,這個動作叫做mask,因為在不同的scope,這樣做並不會影響到外部的變數(某個版本以前的list comprehension會發生這種狀況),除非有意為之

透過關鍵字globalnonlocal來操作

要注意nonlocal向外訪問只能訪問local scope的變數

此外,可以透過函數globalslocals輸出該scope的所有變數:

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