函數與裝飾器Python學習（三）

来源:http://www.cnblogs.com/x-y-j/archive/2017/12/21/8076512.html
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1.1 文件處理 1.1.1 打開文件過程 在Python中，打開文件，得到文件句柄並賦值給一個變數，預設打開模式就為r f=open(r'a.txt','w',encoding='utf-8') print(f.writable()) f.write('1111\n') f.write('2222 ...


1.1 文件處理

1.1.1 打開文件過程

在Python中，打開文件，得到文件句柄並賦值給一個變數，預設打開模式就為r

f=open(r'a.txt','w',encoding='utf-8')

print(f.writable())

 

通過句柄對文件進行操作
f.write('1111\n')

f.write('2222\n')

f.writelines(['3333\n','444\n'])

 

關閉文件
f.close()

 

1.1.2 打開文件過程分析

1、由應用程式向操作系統發起系統調用open(...)
2、操作系統打開該文件，並返回一個文件句柄給應用程式
3、應用程式將文件句柄賦值給變數f

1.1.3 註意要點：

第一點：
  打開一個文件包含兩部分資源：操作系統級打開的文件+應用程式的變數。在操作完畢一個文件時，必須把與該文件的這兩部分資源一個不落地回收，回收方法為：
1、f.close() #回收操作系統級打開的文件
2、del f #回收應用程式級的變數
其中del f一定要發生在f.close()之後，否則就會導致操作系統打開的文件還沒有關閉，白白占用資源，而python自動的垃圾回收機制決定了我們無需考慮del f，這就要求我們，在操作完畢文件後，一定要記住f.close()
為避免忘記忘記f.close()，使用with關鍵字來幫我們管理
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)

 

強調第二點：
f=open(...)是由操作系統打開文件，那麼如果我們沒有為open指定編碼，那麼打開文件的預設編碼很明顯是操作系統說了算了，操作系統會用自己的預設編碼去打開文件，在windows下是gbk，在linux下是utf-8。
這就用到了上節課講的字元編碼的知識：若要保證不亂碼，文件以什麼方式存的，就要以什麼方式打開。
f=open('a.txt','r',encoding='utf-8')

 

1.1.4 三種模式：a,r,b

打開文件的模式有(預設為文本模式)

1.1.5 a：之追加寫模式(不可讀；不存在則創建；存在則只追加內容)

文件不存在則創建，文件存在那麼在打開文件後立刻將游標移動到文件末尾，進行追加寫

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：只讀模式(預設模式，文件必須存在，不存在則拋出異常)

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，只寫模式(不可讀；不存在則創建；存在則清空內容)

1.1.8 b:bytes表示以位元組的方式操作（而所有文件也都是以位元組的形式存儲的，使用這種模式無需考慮文本文件的字元編碼、圖片文件的jgp格式、視頻文件的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='中問'.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)

 

 

註：以b方式打開時，讀取到的內容是位元組類型，寫入時也需要提供位元組類型，不能指定編碼

 

 

 

1.2 字元編碼補充

#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

文件的數據是存放於硬碟上的，因而只存在覆蓋、不存在修改這麼一說，我們平時看到的修改文件，都是模擬出來的效果，具體的說有兩種實現方式：

1.3.1.1  利用b模式，編寫一個cp工具，要求如下：

1. 既可以拷貝文本又可以拷貝視頻，圖片等文件

2. 用戶一旦參數錯誤，列印命令的正確使用方法

提示：可以用import sys，然後用sys.argv獲取腳本後面跟的參數

方式一：將硬碟存放的該文件的內容全部載入到記憶體，在記憶體中是可以修改的，修改完畢後，再由記憶體覆蓋到硬碟（word，vim，nodpad++等編輯器）

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：將硬碟存放的該文件的內容一行一行地讀入記憶體，修改完畢就寫入新文件，最後用新文件覆蓋源文件

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複製命令的實現

1、源大小的問題：

2、文件打開模式的問題: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 文件內游標的移動

f.read() #讀取所有內容,游標移動到文件末尾

f.readline() #讀取一行內容,游標移動到第二行首部

f.readlines() #讀取每一行內容,存放於列表中

 

f.write('1111\n222\n') #針對文本模式的寫,需要自己寫換行符

f.write('1111\n222\n'.encode('utf-8')) #針對b模式的寫,需要自己寫換行符

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. 文件打開方式為文本模式時，代表讀取3個字元

2. 文件打開方式為b模式時，代表讀取3個位元組

1.3.2.2  : 其餘的文件內游標移動都是以位元組為單位如seek，tell，truncate

註意：

1. seek有三種移動方式0，1，2，其中1和2必須在b模式下進行，但無論哪種模式，都是以bytes為單位移動的

2. truncate是截斷文件，所以文件的打開方式必須可寫，但是不能用w或w+等方式打開，因為那樣直接清空文件了，所以truncate要在r+或a或a+等模式下測試效果

1.3.2.3      基於seek實現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)

 

只有一種情況游標以字元為單位：文件以rt方式打開，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 函數基礎

1.4.1 為什麼要有函數？沒有函數帶來的困擾？

Ø  組織結構不清晰，可讀性差
Ø  代碼冗餘
Ø  可擴展性差
 

1.4.2 什麼是函數

   具備某一個功能的工具---》函數
    事先準備工具-》函數的定義
    拿來就用、重覆使用-》函數的調用
    ps：先定義後調用
 

1.4.3 函數的分類：

    內置函數：len，max(10,11)，help(函數名)
    自定義函數：def
        語法：

            def 函數名(參數1，參數2，...):

                """註釋"""

                函數體

                return 返回值

'''

#'函數即是變數'
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 定義函數階段都發生了什麼事：只檢測語法，不執行代碼

1.4.4.1  定義階段

sex='male'

def auth():

    sex

 

    name=input('name>>: ').strip()

    password=input('password>>: ').strip()

    if name =='egon' and password == '123':

        print('login successfull')

    else:

        print('user or password err')

 

 

1.4.4.2  調用階段

auth()

 

1.4.5 函數的使用：先定義後調用

def bar():

    print('from bar')

 

def foo():

    print('from foo')

    bar()

 

foo()

 

 
定義階段
def foo():

    print('from foo')

    bar()
定義階段
def bar():

    print('from bar')
調用
def bar():

    print('from bar')

 

  
 

1.4.6 定義函數的三種形式

1、無參：應用場景僅僅只是執行一些操作，比如與用戶交互，列印

2、有參：需要根據外部傳進來的參數，才能執行相應的邏輯，比如統計長度，求最大值最小值

3、空函數：設計代碼結構

1.4.6.1  第一種：無參函數

 
def auth():

    name=input('name>>: ').strip()

    password=input('password>>: ').strip()

    if name =='egon' and password == '123':

        print('login successfull')

    else:

        print('user or password err')

 

1.4.6.2  第二種：有參函數

def my_max(x,y):

    if x >= y:

        print(x)

    else:

        print(y)

 

my_max(1,2)

 

 

1.4.6.3  第三種：空函數

def auth(name,password):

    if name =='egon' and password == '123':

        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 結論：

1、定義時無參，意味著調用時也無需傳入參數
2、定義時有參，意味著調用時則必須傳入參數

1.4.8 程式的體繫結構

def auth():

    pass

 

def put():

    pass

 

def get():

    pass

 

def ls():

    pass

 

1.5 函數的返回值

無return->None

return 1個值->返回1個值

return 逗號分隔多個值->元組

1.5.1 return的特點：

1、 函數內可以有多個return，但是只能執行一次return

2、 執行return函數就立刻結束，並且return的後值當做本次調用的結果返回

1.5.1.1  什麼時候該有返回值？

　 調用函數，經過一系列的操作，最後要拿到一個明確的結果，則必須要有返回值

　 通常有參函數需要有返回值，輸入參數，經過計算，得到一個最終的結果

1.5.1.2  什麼時候不需要有返回值？

　　調用函數，僅僅只是執行一系列的操作，最後不需要得到什麼結果，則無需有返回值

　　通常無參函數不需要有返回值

1.5.2 函數調用的三種形式

1.5.2.1  語句形式：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 函數的參數

1.6.1 函數的參數分類兩種：

形參：在定義階段括弧內指定的參數，相當於變數名
實參：在調用階段括弧內傳入的值稱之為實參，相當於值

1.6.2 在調用階段，實參的值會綁定給形參，在調用結束後解除綁定

def foo(x,y): #x=1,y=2

    print(x,y)

 

foo(1,2)

 

1.6.3 在python中參數的分類：

1.6.3.1  位置參數：按照從左到右的順序依次定義的參數

位置形參：必須被傳值，多一個少一個都不行
位置實參：與形參一一對應傳值
def foo(x,y):

    print(x,y)

 

foo(2,1)

 

1.6.3.2  關鍵字參數：在函數調用時，按照key=value的形式定義的實參

特點：指名道姓地給形參傳值，不再依賴與位置
def foo(name,age,sex):

    print(name,age,sex)

 

foo('egon',18,'male')

foo(sex='male',age=18,name='egon',)

 

註意：
1、 關鍵字實參必須在位置實參的後面
2、 不能為同一個參數賦值多次
foo('egon',sex='male',age=18,name='egon') 

1.6.3.3  預設參數：在函數定義階段，就已經為形參賦值了

特點：定義階段已經有值意味著調用階段可以不用傳值
位置參數通常用於經常變化的參數，而預設參數指的是大多數情況下都一樣的
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')
註意：
1、預設參數必須放到位置形參的後面
def register(name,sex='male',age,):
    print(name,age,sex)

 

2、預設參數的值只在定義時被賦值一次
3、預設的參數的值通常應該是不可變類型
res=1

def foo(x,y=res):

    print(x,y)

 

res=10

foo('aaaaaaaa')

1.6.3.4  可變長參數：在調用函數時，實參值的個數不固定

實參的形式有：位置實參和關鍵字實參，
形參的解決方案：*，**
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  命名關鍵字參數：指的是定義在*後的參數，該參數必須被傳值（除非有它有預設值），而且必須按照key=value的形式傳值

def foo(x,y,*args,m=100000,n):

    print(x,y)

    print(args)

    print(m,n)

 

foo(1,2,3,n=4,)

 

 

1.7 函數的對象

1.7.1 函數是第一類對象：指的是函數可以當做數據傳遞

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  可當做函數的參數傳入

def foo():

    print('from foo')

 

def bar(func):

    # print(func)

    func()

 

bar(foo)

 

 

1.7.1.3  可以當做函數的返回值

def foo():

    print('from foo')

 

def bar():

    return foo

 

f=bar()

f()

 

 

1.7.1.4  可以當做容器類型的元素

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 函數的嵌套

1.8.1 函數的嵌套調用

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 函數的嵌套定義

def f1():

    def f2():

        print('from f2')

        def f3():

            print('from f3')

        f3()

    # print(f2)

    f2()

 

 

f1()

 

1.9 名稱空間

名稱空間指的是：存放名字與值綁定關係的地方，

1.9.1 內置與全局名稱空間

內置名稱空間（python解釋器啟動就有）：python解釋器內置的名字，max，len，print

全局名稱空間（執行python文件時生效）：文件級別定義的名字

x=1

def func():pass

import time

if x == 1:

    y=2
 

#局部名稱空間（函數調用時生效，調用結束失效）:函數內部定義的名字

func()

 

 

1.9.2 載入與訪問順序

載入順序：內置---》全局----》局部名稱空間

訪問名字的順序：局部名稱空間===》全局----》內置

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 全局與局部作用域

全局作用域（全局範圍）：內置名稱空間與全局名稱空間的名字，全局存活，全局有效，globals()

局部作用域（局部範圍）：局部名稱空間的名字,臨時存活，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 強調兩點：

1.9.4.1  打破函數層級限制來調用函數

def outter():

    def inner():

        print('inner')

    return inner

 

f=outter()

# print(f)

 

def bar():

    f()

bar()

 

 

1.9.4.2  函數的作用域關係是在函數定義階段就已經固定了，與調用位置無關

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 閉包函數

閉包函數：

1 定義在函數內部的函數

2 該函數的函數體代碼包含對外部作用域（而不是全局作用域）名字的引用

3 通常將閉包函數用return返回，然後可以在任意使用

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()

 

 

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