Function дотор function

Танилцуулга

Түвшин 4 эхэлж байна. Энэ түвшинд таны программ анх удаа гадаад ертөнцтэй ярина — интернэттэй, бусад программтай.

Гэвч эхлээд бид нэг зүйлийг эцэст нь тайлах ёстой: @ тэмдэг.

Та түүнийг аль хэдийн ХЭДЭН УДАА ашигласан:

• @property (Бүлэг 8.4) — method-ыг талбар шиг харагдуулна

• @dataclass (Бүлэг 9.1) — __init__, __repr__, __eq__ -ыг автоматаар үүсгэнэ

• @classmethod (Бүлэг 9.3) — method-ыг class-д хамааруулна

Тэдгээр бүрд би ижил зүйл хэлсэн: "тэр нь decorator, Бүлэг 10-д бүрэн тайлбарлана."

Одоо тэр цаг болжээ.

Гэхдээ decorator-ыг ойлгохын тулд эхлээд НЭГ санааг бүрэн эзэмших ёстой: функц дотор функц тодорхойлж, түүнийг БУЦААХ.

Тэр санаа нь энэ курсийн хамгийн хэцүү зүйлүүдийн нэг байх магадлалтай. Би түүнийг шударгаар хүлээн зөвшөөрч байна. Хэрэв эхний уншлагаар ойлгохгүй бол — тэр нь хэвийн. Дахин уншаарай, жишээг өөрийн терминал дээр ажиллуулж үзээрэй. Тэр нь ирнэ.

Бид хаана байна вэ

Бүлэг 3.5-ыг санацгаая. Тэнд бид ХОЁР зүйл сурсан:

1. Функцийг УТГА болгож дамжуулж болно.

python

def hoyor_udaa_duudakh(func):
    func()
    func()


def mendchilekh():
    print("Сайн байна уу")


hoyor_udaa_duudakh(mendchilekh)     # хаалтгүй!

2. sorted(neres, key=len) — len функцийг дамжуулж байна.

Тэр үед би ингэж хэлсэн:

"Decorator гэдэг нь зүгээр л ФУНКЦ ХҮЛЭЭЖ АВДАГ, ФУНКЦ БУЦААДАГ ФУНКЦ юм."

Та ЭХНИЙ хагасыг мэднэ — функц хүлээж авах. Одоо ХОЁР ДАХЬ хагасыг сурна — функц БУЦААХ.

Зүйрлэл: жор бичдэг тогооч

Бүлэг 3.5-ын жорын зүйрлэлийг гүнзгийрүүлье.

Одоохондоо бид жорыг ДАГАЖ хоол хийж, эсвэл жорыг найздаа ӨГЧ байсан.

Одоо шинэ зүйл: та жор бичдэг ТОГООЧ болно.

Хэн нэгэн танд ирээд: "Надад амтлагчгүй хоолны жор хэрэгтэй" гэж хэлнэ. Та суугаад, ШИНЭ жор бичиж, түүнд өгнө. Тэр хүн одоо жортой боллоо — тэр түүнийг гэртээ аваачиж, хүссэн үедээ ашиглана.

Та хоол хийгээгүй. Та ЖОР бүтээсэн.

Функц дотор функц тодорхойлж, түүнийг буцаах нь яг тэр: та ажил хийгээгүй, харин АЖИЛ ХИЙХ АРГЫГ бүтээж, буцаасан.

Анхны жишээ: функц дотор функц

Хамгийн энгийнээс эхэлье.

python

def gadna() -> None:
    print("Гадна функц эхлэв")

    def dotood() -> None:
        print("Дотоод функц ажиллав")

    dotood()
    print("Гадна функц дууслаа")


gadna()

Гадна функц эхлэв
Дотоод функц ажиллав
Гадна функц дууслаа

Функц дотор функц тодорхойлж болдог. Ямар ч онцгой бичлэг байхгүй — зүгээр л def -ийг догол мөртэй бичсэн.

dotood нь gadna -ийн ДОТООД хувьсагч мэт ажиллаж байна. Бүлэг 3.4-ийн scope -ыг санаж байна уу?

"Функц дотор үүсгэсэн хувьсагч нь LOCAL — зөвхөн тэр функцээс харагдана, функц дуусахад устана."

dotood нь функц ч гэсэн ижил дүрэмд захирагдана:

python

def gadna() -> None:
    def dotood() -> None:
        print("Дотоод функц")

    dotood()


gadna()
dotood()

Дотоод функц
Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 8, in <module>
    dotood()
NameError: name 'dotood' is not defined

NameError: name 'dotood' is not defined — Бүлэг 3.4-ээс танил алдаа!

dotood нь gadna -гийн дотор амьдарч байна. Гадна талаас түүнд хандаж болохгүй. gadna() дуусахад тэр устна.

Функц бол зүгээр л утга (Бүлэг 3.5). Тиймээс тэр нь бусад утгуудтай ижил scope-ын дүрэмд захирагдана.

Хоёр дахь жишээ: функцийг БУЦААХ

Одоо ГОЛ санаа руу орно.

Хэрэв dotood нь зүгээр л утга бол — түүнийг БУЦААЖ болох уу?

python

def gadna():
    def dotood() -> None:
        print("Дотоод функц ажиллав")

    return dotood                # ХААЛТГҮЙ!


func = gadna()

print(func)
print(type(func))

func()

<function gadna.<locals>.dotood at 0x000001A2B3C4D5E0>
<class 'function'>
Дотоод функц ажиллав

Гурван зүйлийг анхааралтай хараарай.

Нэгдүгээрт, return dotood — ХААЛТГҮЙ.

Бүлэг 3.5-ын сургамж: "хаалт бүх ялгааг үүсгэдэг."

• return dotood — функц ӨӨРИЙГ буцаана (жорын цаас)

• return dotood() — функцийг АЖИЛЛУУЛЖ, түүний үр дүнг буцаана (бэлэн хоол)

Бид жорын цаасыг буцаж байна.

Хоёрдугаарт, func = gadna() — ХААЛТТАЙ.

Энд бид gadna -г АЖИЛЛУУЛЖ байна. Тэр нь ажиллаад, dotood -ыг буцаана. Тэгэхээр func нь одоо dotood функцийг агуулж байна.

Гуравдугаарт, print(func) нь ФУНКЦ гэж хэлж байна.

<function gadna.<locals>.dotood at 0x...> — "энэ бол gadna -гийн ДОТОРХ dotood нэртэй функц."

Хамгийн сүүлд func() гэж дуудахад тэр функц ажиллаж байна.

Тэгэхээр юу болов?

1. gadna() дуудагдав

2. Тэр нь dotood функцийг ҮҮСГЭВ

3. Тэр нь dotood -ыг БУЦААВ

4. gadna дууслаа

5. Гэвч dotood нь func гэсэн нэрээр АМЬД ҮЛДЛЭЭ

6. func() дуудахад dotood ажиллав

Функц нь функц үйлдвэрлэлээ.

Гурав дахь жишээ: closure — сонирхолтой хэсэг

Одоо жинхэнэ сонирхолтой зүйл болно.

python

def urjuulegch_uusgekh(too: int):
    def urjuulekh(x: int) -> int:
        return x * too              # ГАДНА талын too -г ашиглаж байна!

    return urjuulekh


hoyor_dakhin = urjuulegch_uusgekh(2)
gurav_dakhin = urjuulegch_uusgekh(3)

print(hoyor_dakhin(10))
print(hoyor_dakhin(50))
print(gurav_dakhin(10))
print(gurav_dakhin(50))

20
100
30
150

Энэ бол гайхалтай зүйл. Удаашруулъя.

urjuulegch_uusgekh(2) гэж дуудахад:

1. too параметр нь 2 утга авав

2. urjuulekh функц ҮҮСЭВ — тэр нь x * too гэж бичигдсэн

3. urjuulekh БУЦААГДАВ

4. urjuulegch_uusgekh ДУУСЛАА

Одоо асуулт: urjuulegch_uusgekh дууссан тул too нь УСТСАН БАЙХ ЁСТОЙ (Бүлэг 3.4: local хувьсагч функц дуусахад устдаг).

Тэгвэл hoyor_dakhin(10) дуудахад x * too нь яаж ажиллаж байна вэ? too хаана байна?

Хариулт: Python нь түүнийг ХАДГАЛЖ ҮЛДСЭН.

Функц нь өөрийн үүссэн орчны хувьсагчдыг САНАЖ байдаг. Тэр санамжийг closure гэж нэрлэдэг (англиар "хаалт", "бүрхэвч").

hoyor_dakhin нь зөвхөн функц БИШ — тэр нь функц + түүний санаж байгаа орчин юм. Тэр орчинд too = 2 байна.

gurav_dakhin нь ТУСДАА closure — түүний орчинд too = 3 байна.

Хоёулаа ижил кодтой (x * too), гэхдээ ӨӨР санамжтай.

Зүйрлэл: закладкатай ном

Closure -ийг ойлгоход туслах зүйрлэл.

Ном уншиж байна гэж төсөөлье. Та номыг хаахдаа закладка үлдээнэ. Дараа нь номыг тавиур дээр тавина.

Хэдэн сарын дараа буцаж ирэхэд — номыг нээхэд закладка тэнд байна. Та яг тэр хуудаснаас үргэлжлүүлнэ.

Закладка нь номтой ХАМТ явсан. Тэр нь тавиур дээр, ном дотор амьд үлдсэн.

Closure бол яг тэр: функц нь өөрийн үүссэн орчны "закладка" -г өөртөө авч явдаг. Гадна функц дууссан ч, тэр закладка амьд үлдэнэ.

Дөрөв дэх жишээ: закладка нь ТУСДАА байна

Одоо чухал зүйлийг тодруулъя. Closure бүр нь ТУСДАА санамжтай.

python

def toolch_uusgekh():
    too = 0

    def nemekh() -> int:
        nonlocal too
        too = too + 1
        return too

    return nemekh


toolch1 = toolch_uusgekh()
toolch2 = toolch_uusgekh()

print(toolch1())
print(toolch1())
print(toolch1())
print()
print(toolch2())
print(toolch2())

1
2
3

1
2

toolch1 ба toolch2 нь ТУСДАА тоолууртай.

toolch1 нь 3 хүртэл тоолсон. toolch2 нь өөрийн, шинэ тоолуураас (1-ээс) эхэлсэн.

Хоёулаа ижил кодоос үүссэн ч, тус бүр нь ӨӨРИЙН closure -тэй.

nonlocal too — энэ бол шинэ түлхүүр үг.

Бүлэг 3.4-ийн дүрмийг санаж байна уу?

"Функц дотор нэрэнд УТГА ОЛГОВОЛ, Python тэр нэрийг бүхэл функцийн турш LOCAL гэж үзнэ."

Тэгэхээр too = too + 1 гэж бичихэд Python нь too -ыг nemekh -ийн LOCAL хувьсагч гэж үзэх байсан. Дараа нь too + 1 -ыг тооцоолохыг оролдоод — UnboundLocalError гарах байсан.

Яг тэр алдааг Бүлэг 3.4-т харсан.

nonlocal too нь Python-д ингэж хэлж байна: "энэ too нь local БИШ. Тэр нь ГАДНА талын функцийнх. Түүнийг ашигла."

global -той харьцуулъя (Бүлэг 3.4):

• global x — "программын хамгийн ГАДНА талын x"

• nonlocal x — "ГАДНА талын ФУНКЦИЙН x"

nonlocal нь global -ээс хамаагүй аюулгүй, учир нь тэр нь зөвхөн closure дотор л ажилладаг. Тэр нь глобал төлөв үүсгэхгүй.

Гэхдээ анхаараарай: практикт nonlocal нь ХОВОР ашиглагддаг. Хэрэв танд өөрчлөгддөг төлөв хэрэгтэй бол — ихэвчлэн class нь илүү зөв шийдэл (Бүлэг 7-9). Би түүнийг зөвхөн closure яаж ажилладгийг харуулах гэж заасан.

Тав дахь жишээ: практик хэрэглээ

Closure нь зөвхөн онолын тоглоом биш. Тэр нь бодит ажилд хэрэгтэй.

python

def khuvi_khyalbarchlagch(khuvi: float):
    def tootsoolokh(dun: int) -> int:
        return int(dun * (1 + khuvi))

    return tootsoolokh


tatvartai = khuvi_khyalbarchlagch(0.1)
khyamdraltai = khuvi_khyalbarchlagch(-0.2)

print(f"15,000 + 10% татвар = {tatvartai(15000):,}")
print(f"15,000 - 20% хямдрал = {khyamdraltai(15000):,}")

15,000 + 10% татвар = 16,500
15,000 - 20% хямдрал = 12,000

Хоёр өөр функц үүслээ, тус бүр нь өөрийн хувьтай.

Мөн sorted(key=...) -тэй хослуулж болно (Бүлэг 3.5):

python

def talbaraar_erembelekh(talbar: str):
    def key_func(d: dict) -> int | str:
        return d[talbar]

    return key_func


suragchid = [
    {"ner": "Болд", "onoo": 85},
    {"ner": "Сараа", "onoo": 92},
    {"ner": "Төмөр", "onoo": 78},
]

onoogoor = sorted(suragchid, key=talbaraar_erembelekh("onoo"), reverse=True)
nereer = sorted(suragchid, key=talbaraar_erembelekh("ner"))

print([s["ner"] for s in onoogoor])
print([s["ner"] for s in nereer])

['Сараа', 'Болд', 'Төмөр']
['Болд', 'Сараа', 'Төмөр']

talbaraar_erembelekh("onoo") нь ФУНКЦ буцаана — тэр функц нь talbar = "onoo" гэдгийг санаж байна. Дараа нь sorted нь түүнийг ашиглана.

Гурван бүлгийн мэдлэг нэг мөрөнд: функц бол утга (3.5), closure (10.1), sorted(key=) (3.5).

Одоо — decorator-ын СУУРЬ бэлэн боллоо

Одоо би танд нэг зүйлийг харуулъя. Бүү айгаарай — зөвхөн ХАРААРАЙ.

python

def burkhuul(func):
    def dotood():
        print("Өмнө нь ямар нэг зүйл")
        func()
        print("Дараа нь ямар нэг зүйл")

    return dotood


def mendchilekh():
    print("Сайн байна уу")


mendchilekh = burkhuul(mendchilekh)

mendchilekh()

Өмнө нь ямар нэг зүйл
Сайн байна уу
Дараа нь ямар нэг зүйл

Энэ бол DECORATOR.

Тэр нь @ тэмдэггүй бичигдсэн — гэхдээ тэр нь ЯГ ТЭР зүйл юм.

Кодыг задалъя:

def burkhuul(func): — ФУНКЦ ХҮЛЭЭЖ АВЧ байна (Бүлэг 3.5).

def dotood(): — ФУНКЦ ДОТОР ФУНКЦ (энэ хичээл).

func() — closure! dotood нь func -ыг САНАЖ байна (энэ хичээл).

return dotood — ФУНКЦ БУЦААЖ байна (энэ хичээл).

mendchilekh = burkhuul(mendchilekh) — эх функцийг АВЧ, боож, шинэ нэрээр (ижил нэрээр!) хадгалж байна.

Одоо mendchilekh нь ЭХНИЙ функц БИШ — тэр нь dotood (боолт). Түүнийг дуудахад, боолт ажиллана: өмнөх зүйл → эх функц → дараагийн зүйл.

Тэгээд @ тэмдэг нь юу вэ?

python

@burkhuul
def mendchilekh():
    print("Сайн байна уу")

ЯГ ижил зүйл. @burkhuul гэсэн мөр нь mendchilekh = burkhuul(mendchilekh) гэсэн мөртэй ЯГ ИЖИЛ утгатай.

Тэр л болоо. @ бол зөвхөн БОГИНО БИЧЛЭГ.

Дараагийн хичээлд бид үүнийг бүрэн, удаан, олон жишээгээр тайлбарлана. Гэхдээ бүх бүрэлдэхүүн хэсэг нь одоо таны гарт байна.

Туршаад үзээрэй

Хэрэв сонирхвол: urjuulegch_uusgekh жишээг өөрөө бичиж, дөрөв дахин үржүүлэгч, арав дахин үржүүлэгч үүсгэж үзээрэй. Тэдгээр нь ТУСДАА санамжтай гэдгийг батлаарай.

Мөн хүсвэл: return dotood -ыг return dotood() болгож (хаалт нэмж) өөрчилөөд юу болохыг хараарай. Функцийн оронд түүний ҮР ДҮН буцах болно — тэр нь огт өөр зүйл. Хаалт бүх ялгааг үүсгэдэг.

Түгээмэл алдаанууд

1. return -д хаалт бичих

python

def gadna():
    def dotood():
        print("Дотоод")
    return dotood()          # ХААЛТТАЙ!


func = gadna()
func()

Дотоод
Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 8, in <module>
    func()
TypeError: 'NoneType' object is not callable

Анзаараарай: "Дотоод" НЭГ УДАА хэвлэгдсэн — учир нь dotood() нь return дээр АЖИЛЛАСАН. Дараа нь түүний буцаасан None нь func -т очиж, func() дуудахад алдаа гарсан.

Засвар: хаалтыг ав. return dotood.

2. Дотоод функцэд гаднаас хандах

python

def gadna():
    def dotood():
        print("Дотоод")
    dotood()


dotood()

NameError: name 'dotood' is not defined

Дотоод функц нь LOCAL. Гадна талаас харагдахгүй. Хэрэв хэрэгтэй бол — БУЦАА.

3. nonlocal мартах

python

def toolch_uusgekh():
    too = 0

    def nemekh() -> int:
        too = too + 1        # nonlocal БАЙХГҮЙ!
        return too

    return nemekh


toolch = toolch_uusgekh()
print(toolch())

UnboundLocalError: cannot access local variable 'too' where it is not associated with a value

Бүлэг 3.4-ээс танил алдаа! Утга олгосон тул Python нь too -ыг local гэж үзсэн. Засвар: nonlocal too.

4. Closure нь утгыг ХУУЛДАГ гэж бодох

python

def uusgekh():
    tootsuud = []
    for i in range(3):
        def func():
            return i
        tootsuud.append(func)
    return tootsuud


funcs = uusgekh()
print([f() for f in funcs])

[2, 2, 2]

Гэнэтийн зүйл! Гурван функц бүгд 2 буцаалаа, 0, 1, 2 биш.

Учир нь closure нь утгыг ХУУЛДАГГҮЙ — тэр нь ХУВЬСАГЧИЙГ санадаг. Loop дуусахад i нь 2 болсон. Гурван функц бүгд ТЭР ижил i -г харж байна.

Засвар: default утга ашиглан утгыг тэр дор нь барих (Бүлэг 3.1):

python

def func(i=i):        # default утга нь ТЭР ДОР НЬ тооцоологдоно
    return i

[0, 1, 2]

Энэ бол нарийн урхи. Практикт ховор тааралддаг, гэхдээ мэдэж байх нь зүйтэй.

Товч дүгнэлт

• Функц дотор функц тодорхойлж болно — ямар ч онцгой бичлэг хэрэггүй, зөвхөн догол мөртэй def.

• Дотоод функц нь LOCAL — гадна талаас харагдахгүй (Бүлэг 3.4-ийн scope). Хэрэгтэй бол БУЦАА.

• return dotood — функц ӨӨРИЙГ буцаана. return dotood() — түүнийг АЖИЛЛУУЛЖ, үр дүнг буцаана. Хаалт бүх ялгааг үүсгэдэг.

• CLOSURE: дотоод функц нь өөрийн үүссэн орчны хувьсагчдыг САНАЖ байдаг — гадна функц дууссан ч.

• Closure бүр нь ТУСДАА санамжтай. urjuulegch_uusgekh(2) ба urjuulegch_uusgekh(3) нь хоёр өөр функц, хоёр өөр too.

• nonlocal x — "гадна талын ФУНКЦИЙН x" (global нь программын хамгийн гадна тал). Closure дотор утга ӨӨРЧЛӨХӨД хэрэгтэй.

• Практикт nonlocal нь ХОВОР — өөрчлөгддөг төлөв хэрэгтэй бол ихэвчлэн class нь илүү зөв.

• DECORATOR-ын бүх бүрэлдэхүүн хэсэг одоо таны гарт байна:

  1. Функц хүлээж авах (Бүлэг 3.5)

  2. Функц дотор функц (энэ хичээл)

  3. Closure — эх функцийг санах (энэ хичээл)

  4. Функц буцаах (энэ хичээл)

• @burkhuul гэсэн мөр нь mendchilekh = burkhuul(mendchilekh) -тэй ЯГ ИЖИЛ. @ бол зөвхөн богино бичлэг.

Дараагийн хичээлд бид @ тэмдгийг эцэст нь тайлна. Та @property, @dataclass, @classmethod -ыг харах бүрдээ "аан, тэр нь функц авч, функц буцааж байна" гэж мэдэх болно. Мөн бид бэлгийг боох цаас гэсэн зүйрлэлээр decorator-ын мөн чанарыг бүрэн ойлгуулна: боолт нь бэлгийг ӨӨРЧЛӨХГҮЙ, зөвхөн түүн дээр ямар нэг зүйл НЭМДЭГ.