【Python修仙笔记.9】进阶仙法 - 装饰器、生成器、Lambda

故事情节

王麻子想更强，老头传授进阶法：“装饰器加持函数，生成器懒加载，lambda快捷术！”

王麻子：“高深！教我。”

老头：“哈哈，这些是金丹级仙法，用好飞升在望！”

编程知识点讲解

装饰器: def decorator(func): def wrapper(): … return wrapper ; @decorator

生成器: def gen(): yield 1 ; yield 2

Lambda: lambda x: x*2

老头：“这些让代码优雅，像仙人风范！”

实战代码示例

# 装饰器
def log(func):
    def wrapper(*args):
        print("执行")
        return func(*args)
    return wrapper

@log
def add(a, b):
    return a + b
print(add(1,2))

# 生成器
def power_gen():
    power = 0
    while True:
        power += 10
        yield power

gen = power_gen()
print(next(gen))
print(next(gen))

# Lambda
double = lambda x: x*2
print(double(5))

趣味练习题

1. 写装饰器打印函数时间。

2. 创建生成器生成斐波那契数。

3. 用lambda排序列表。

练习题答案与解释

练习1: 写装饰器打印函数时间

import time

def time_it(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"函数 {func.__name__} 执行时间: {end_time - start_time:.6f} 秒")
        return result
    return wrapper

@time_it
def calculate_sum(n):
    total = 0
    for i in range(n):
        total += i
    return total

result = calculate_sum(1000000)
print(f"计算结果: {result}")

解释:

1. 我们导入了time模块来测量时间
2. 定义了time_it装饰器，它接收一个函数作为参数
3. 在内部的wrapper函数中，我们:
   • 记录开始时间
   • 执行原始函数并保存结果
   • 记录结束时间
   • 打印执行时间
   • 返回原始函数的结果
4. 使用@time_it语法将装饰器应用到calculate_sum函数
5. 当调用calculate_sum时，实际上是在调用wrapper函数，它会在执行原函数前后记录时间

装饰器的核心思想是在不修改原函数代码的情况下，增强其功能。这种方式符合"开放-封闭原则"，即对扩展开放，对修改封闭。

练习2: 创建生成器生成斐波那契数

def fibonacci_gen(n):
    """生成前n个斐波那契数的生成器"""
    a, b = 0, 1
    count = 0
    while count < n:
        yield a
        a, b = b, a + b
        count += 1

# 生成并打印前10个斐波那契数
for num in fibonacci_gen(10):
    print(num, end=" ")
# 输出: 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34

解释:

1. 我们定义了一个名为fibonacci_gen的生成器函数，它接收参数n表示要生成的斐波那契数的数量
2. 初始化变量a=0和b=1，这是斐波那契数列的前两个数
3. 使用yield关键字返回当前的斐波那契数a
4. 更新a和b的值，准备生成下一个斐波那契数
5. 使用for循环遍历生成器，打印前10个斐波那契数

生成器的优势在于它不会一次性计算出所有值，而是按需生成，这在处理大量数据时非常节省内存。每次调用next()或在循环中使用生成器时，代码会从上次yield的位置继续执行。

练习3: 用lambda排序列表

# 创建一个包含(姓名, 修为)的列表
cultivators = [
    ("张三", 8500),
    ("李四", 9200),
    ("王五", 7800),
    ("赵六", 9800),
    ("钱七", 8300)
]

# 使用lambda表达式按修为从高到低排序
sorted_cultivators = sorted(cultivators, key=lambda x: x[1], reverse=True)

print("按修为排序后的修仙者:")
for name, power in sorted_cultivators:
    print(f"{name}: {power}")

解释:

1. 我们创建了一个包含修仙者姓名和修为的元组列表
2. 使用sorted()函数对列表进行排序
3. key=lambda x: x[1]指定按每个元组的第二个元素(修为)进行排序
4. reverse=True参数使排序结果为降序(从高到低)
5. 最后遍历排序后的列表并打印结果

Lambda函数是一种简洁的创建匿名函数的方式，特别适合那些只使用一次的简单函数。在这个例子中，我们使用lambda函数作为排序的键，避免了定义一个单独的函数。

本章知识点总结

• 装饰器增强函数.

• 生成器节省内存.

• Lambda匿名函数快捷.

• 进阶法，修仙上层楼！