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Python基础学习笔记之递归、装饰器与会员管理案例
通过小型案例复习函数组织方式，并学习递归和装饰器。
学习目标
通过小型案例复习函数组织方式，并学习递归和装饰器。
一、会员管理系统
根据下面的需求描述，完成简单的用户管理系统，注意封装函数
后台管理员只有一个用户: admin, 密码: admin
当管理员登陆账号成功后， 可以管理前台会员信息.
会员信息管理包含方法: a.添加会员信息 b.删除会员信息 c.查看会员信息
对会员按照年龄降序排序
退出
思路： 1.输入用户名和密码 跟 管理员的账号密码匹配 不一致的话 登陆失败 一致的话 提示登陆成功 并列出 对应的 1 2 3 4 5的操作 输入对应的编号 执行对应的方法 2.会员信息包含： 会员编号(mid) ---- 编号是在10000到99999中随机选择一个 不能重复 会员姓名(name) 会员性别(sex) 会员年龄(age) 使用字典保存每个会员信息 例如{'mid':10000, 'name':'乐乐','sex':'男', 'age':20} 使用列表保存所有的会员 例如[{'mid':10000, 'name':'乐乐','sex':'男', 'age':20},{'mid':10001, 'name':'美美','sex':'女', 'age':19}]
import random # 定义列表，存储会员信息 users_list = [] # [{},{}......] # 一、封装函数 def get_mid(): while True: mid = str(random.randint(10000,99999)) # 后期查询的时候，从控制台输入会员号无需转化 if mid not in [dic['mid'] for dic in users_list]: return mid def add_user(name,sex,age): mid = get_mid() print(f'你的会员号是:{mid}') users_list.append(dict(zip(['mid','name','sex','age'],[mid,name,sex,age]))) print('添加成功！') def del_user(mid): # 注意：如果确定列表中的元素是唯一的，则删除可以不做拷贝处理，如果要删除的元素在2个及以上，则需要拷贝 for user in users_list: if user['mid'] == mid: users_list.remove(user) print('删除成功') break else: print('会员信息不存在') def show_user(mid): for user in users_list: if user['mid'] == mid: print(user) break else: print('会员信息不存在') def sort_user(): # 方式一 # users_list.sort(key=lambda dic:dic['age'],reverse=True) # print(users_list) # 方式二 new_list = sorted(users_list,key=lambda dic:dic['age'],reverse=True) print(new_list) # 二、调用函数 def main(): print('管理员登录界面'.center(50, '*')) for i in range(3): # 引导输入管理员的用户名和密码 admin_name = input('请输入管理员的用户名:') admin_pwd = input('请输入管理员的密码：') if admin_name == 'admin' and admin_pwd == 'admin': print('管理员登录成功！') print('欢迎进入xxx会员管理系统') # 进入管理系统 # 因为进入管理系统之后，具体要做哪些操作，进行几次操作不确定 while True: print('''********操作目录********** 1.添加会员信息 2.删除会员信息 3.查看会员信息 4.对会员信息排序 5.退出''') # 引导管理员执行相应的操作 choice = input('请输入需要执行的操作：') if choice == '1': print('添加会员信息'.center(50, '*')) name = input('请输入会员名：') sex = input('请输入会员性别：') age = int(input('请输入会员年龄：')) add_user(name, sex, age) elif choice == '2': print('删除会员信息'.center(50, '*')) mid = input('请输入需要删除的会员号：') del_user(mid) elif choice == '3': print('查看会员信息'.center(50, '*')) mid = input('请输入需要查找的会员号：') show_user(mid) elif choice == '4': print('对会员信息排序'.center(50, '*')) sort_user() elif choice == '5': print('欢迎再次使用') # 此处的break结束的是while死循环 break # 扩展：此处的break可以替换为exit()，表示退出程序 # exit() else: print('输入有误，暂无此操作，请输入正确的操作编号') # 此处的break结束的是for循环 break else: if i == 2: continue print('管理员登录失败,请重新输入') else: print('已经错误三次，禁止管理员登录') main()
二、函数递归【了解】
函数递归：函数调用自身
处理递归的关键：
a.需要找到一个临界值【让程序停止下来的条件】 b.函数相邻两次调用之间的关系
# 1.斐波那契数列 # 需求：报一个数，返回斐波那契数列中该位置的数字 """ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10...... 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55...... """ #2.求1~100之间所有整数的和
# 1.恶意递归调用 # def a(): # print('aaaa') # a() # a() # 2. # a.斐波那契数列 # 需求：报一个数，返回斐波那契数列中该位置的数字 """ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10...... 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55...... 分析：求func(5) 第一步 func(5) = func(4) + func(3) = 3 + 2 = 5 第二步： func(4) = func(3) + func(2) = 2 + 1 = 3 func(3) = func(2) + func(1) = 1 + 1 = 2 第三步： func(3) = func(2) + func(1) = 1 + 1 = 2 func(n) = func(n - 1) + func(n - 2) """ def func(n): print('~~~~',n) if n == 1 or n == 2: return 1 else: # n >= 3 return func(n - 1) + func(n - 2) # r1 = func(2) # print(r1) # 1 # r1 = func(5) # print(r1) # r1 = func(20) # print(r1) # 55 # r1 = func(6) # print(r1) # 8 # b.求1~某个数之间所有整数的和 ''' func(100)--->1~100 = func(99) + 100 func(99) --->1~99 = func(98) + 99 ..... func(n)--->1~n = func(n - 1) + n ''' def func(n): print('~~~~~',n) if n == 1: return 1 else: return func(n - 1) + n r2 = func(100) print(r2) # 5050 # 注意：在实际应用中，不推荐使用递归，相比于循环，递归的效率较低
三、装饰器【掌握】
1.概念
概念：已知一个函数，如果需要给该函数增加新的功能，但是不希望修改原函数，在Python中，这种在代码运行期间动态执行的机制被称为装饰器【Decorator】
装饰器的作用：为已经存在的函数或者类添加额外的功能
装饰器的本质：实际上就是一个闭包，概念：内部函数访问外部函数中的变量【一个已知的函数】
2.基本语法
# 1.闭包 # a # def outer(n): # m = 10 # def inner(): # print(m,n) # inner() # outer(20) # b. # def outer(n): # m = 10 # def inner(): # print(m,n) # return inner # 切记：需要返回的是函数本身inner，所以不要写成inner() # f = outer(20) # 调用的是外部函数 # f() # 相当于调用的是内部函数inner() # 2.装饰器的基本语法 # 注意：自定义函数的过程中，函数名不要出现test,否则会自动调起系统的测试模块 # 已知函数：需要被装饰的函数 def a(): print('春节快乐') # 书写装饰器：给已知函数增加新的功能 # 基本流程 # a.书写一个闭包，给外部函数设置参数，该参数表示需要被装饰的函数，建议命名：f/fun/func def outter(func): def inner(): # b.为了吻合闭包的概念，在内部函数中访问外部函数中的变量func # func表示一个需要被装饰的函数，所以调用func # 调用原函数 print('~~~',func) # <function a at 0x0000010FB626F040> func() # 增加新的功能 print('new~~~~~~') return inner # c.使用装饰器。将已知的函数作为参数传递给装饰器 # f = inner func = a f = outter(a) # 注意：一个函数作为另一个函数的参数或返回值使用，只需要使用函数名即可 print(f) # <function outter.<locals>.inner at 0x0000022FD700C4C0> f() ''' 总结： a.outter是装饰器的名称【外部函数的函数名】 b.inner是装饰器的核心部分【调用原函数，增加新的功能】 c.在inner中，调用原函数和新增功能没有先后顺序，可以根据具体的需求做出调整 '''
3.使用一
使用 @xxx 可以将一个装饰器作用于一个函数上，只需要将@xxx书写在一个函数的前面，则表示xxx装饰器装饰指定的函数 @xxx:xxx表示装饰器的名称【外部函数的函数名】 注意：如果使用@xxx加载装饰器，则必须装饰器先存在，然后才能使用
def outter(func): print('外部函数~~~~~~start') def inner(): # 调用原函数 print('inner~~~~~~~~~~') func() # 增加新的功能 print('new~~~~~~') print('外部函数~~~~~~end') return inner @outter # 等价于f = outter(a)。调用了外部函数 def a(): print('春节快乐') print(a) # <function outter.<locals>.inner at 0x000001AE54DCC430> a() # 等价于 f()，调用了内部函数 ''' 总结： a.使用@xxx装饰某个函数，则该装饰器一定要先存在，然后才能使用 b.@xxx本质上表示调用装饰器的外部函数，自动将已知的函数传参给了func，同时自动将返回值inner接出来 c.当原函数传参给func之后，此时原函数的函数名就会给重新赋值，赋值为inner,所以a()表示调用的是inner() '''
4.使用二
# 【面试题】需求：书写一个装饰器，同时装饰多个函数，给多个函数同时增加同一个新的功能 def wrapper(func): print('wrapper~~~~~~~~') def inner(*args,**kwargs): # 打包 print(args,kwargs) func(*args,**kwargs) # 调用原函数,拆包 print('new~~~~~') return inner @wrapper def a(): print('aaa') @wrapper def b(m,n): print('bbbbb',m,n) @wrapper def c(num1,num2,num3): print('cccc',num1,num2,num3) a() # 调用inner b(3,5) # 调用inner c(23,5,7) ''' 注意： a.一个装饰器装饰多个函数，则@xxx需要书写多次 b.如果一个装饰器装饰多个不同的函数，为了满足不同函数的参数需求，则给装饰器的内部函数设置不定长参数，格式为：*xxx,**xxx ''' # 案例/面试题：书写一个装饰器，可以统计任意一个函数的执行时间 import time # print(time.time()) # 获取从1970.1.1 00：00：00到当前的时间戳【秒数】 def wrapper(func): def get_time(*args,**kwargs): start = time.time() func() end = time.time() return round(end - start,3) # 保留小数点后3位 return get_time @wrapper def check(): for i in range(138232300): pass r = check() print(f'花费的时间为：{r}')
补充说明
递归必须有明确的终止条件，层级过深会触发递归深度限制。装饰器常用 functools.wraps 保留原函数名称和文档信息。
本篇小结
先用普通函数写清业务，再逐步抽象出递归或装饰器等高级结构。