裝飾器是程序開發(fā)中經(jīng)常會(huì)用到的一個(gè)功能,用好了裝飾器,開發(fā)效率如虎添翼,所以這也是Python面試中必問(wèn)的問(wèn)題,但對(duì)于好多小白來(lái)講,這個(gè)功能 有點(diǎn)繞,自學(xué)時(shí)直接繞過(guò)去了,然后面試問(wèn)到了就掛了,因?yàn)檠b飾器是程序開發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí),這個(gè)都 不會(huì),別跟人家說(shuō)你會(huì)Python, 看了下面的文章,保證你學(xué)會(huì)裝飾器。
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1、先明白這段代碼
####?第一波?####
def?foo():
print?'foo'
foo?????#表示是函數(shù)
foo()???#表示執(zhí)行foo函數(shù)
####?第二波?####
def?foo():
print?'foo'
foo?=?lambda?x:?x?+?1
foo()???#?執(zhí)行下面的lambda表達(dá)式,而不再是原來(lái)的foo函數(shù),因?yàn)楹瘮?shù)?foo?被重新定義了
2、需求來(lái)了
初創(chuàng)公司有N個(gè)業(yè)務(wù)部門,1個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)部門,基礎(chǔ)平臺(tái)負(fù)責(zé)提供底層的功能,如:數(shù)據(jù)庫(kù)操作、redis調(diào)用、監(jiān)控API等功能。業(yè)務(wù)部門使用基礎(chǔ)功能時(shí),只需調(diào)用基礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能即可。如下:
###############?基礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能如下?###############
def?f1():
print?'f1'
def?f2():
print?'f2'
def?f3():
print?'f3'
def?f4():
print?'f4'
###############?業(yè)務(wù)部門A?調(diào)用基礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能?###############
f1()
f2()
f3()
f4()
###############?業(yè)務(wù)部門B?調(diào)用基礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能?###############
f1()
f2()
f3()
f4()
目前公司有條不紊的進(jìn)行著,但是,以前基礎(chǔ)平臺(tái)的開發(fā)人員在寫代碼時(shí)候沒(méi)有關(guān)注驗(yàn)證相關(guān)的問(wèn)題,即:基礎(chǔ)平臺(tái)的提供的功能可以被任何人使用?,F(xiàn)在需要對(duì)基礎(chǔ)平臺(tái)的所有功能進(jìn)行重構(gòu),為平臺(tái)提供的所有功能添加驗(yàn)證機(jī)制,即:執(zhí)行功能前,先進(jìn)行驗(yàn)證。
老大把工作交給 Low B,他是這么做的:
跟每個(gè)業(yè)務(wù)部門交涉,每個(gè)業(yè)務(wù)部門自己寫代碼,調(diào)用基礎(chǔ)平臺(tái)的功能之前先驗(yàn)證。誒,這樣一來(lái)基礎(chǔ)平臺(tái)就不需要做任何修改了。
當(dāng)天Low B 被開除了…
老大把工作交給 Low BB,他是這么做的:
###############?基礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能如下?###############
def?f1():
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
print?'f1'
def?f2():
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
print?'f2'
def?f3():
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
print?'f3'
def?f4():
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
print?'f4'
###############?業(yè)務(wù)部門不變?###############
###?業(yè)務(wù)部門A?調(diào)用基礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能###
f1()
f2()
f3()
f4()
###?業(yè)務(wù)部門B?調(diào)用基礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能?###
f1()
f2()
f3()
f4()
過(guò)了一周 Low BB 被開除了…
老大把工作交給 Low BBB,他是這么做的:
只對(duì)基礎(chǔ)平臺(tái)的代碼進(jìn)行重構(gòu),其他業(yè)務(wù)部門無(wú)需做任何修改
###############?基礎(chǔ)平臺(tái)提供的功能如下?###############
def?check_login():
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
pass
def?f1():
check_login()
print?'f1'
def?f2():
check_login()
print?'f2'
def?f3():
check_login()
print?'f3'
def?f4():
check_login()
print?'f4'
老大看了下Low BBB 的實(shí)現(xiàn),嘴角漏出了一絲的欣慰的笑,語(yǔ)重心長(zhǎng)的跟Low BBB聊了個(gè)天:
老大說(shuō):
寫代碼要遵循開發(fā)封閉原則,雖然在這個(gè)原則是用的面向?qū)ο箝_發(fā),但是也適用于函數(shù)式編程,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),它規(guī)定已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能代碼不允許被修改,但可以被擴(kuò)展,即:
封閉:已實(shí)現(xiàn)的功能代碼塊
開放:對(duì)擴(kuò)展開發(fā)
如果將開放封閉原則應(yīng)用在上述需求中,那么就不允許在函數(shù) f1 、f2、f3、f4的內(nèi)部進(jìn)行修改代碼,老板就給了Low BBB一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案:
def?w1(func):
def?inner():
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
return?func()
return?inner
@w1
def?f1():
print?'f1'
@w1
def?f2():
print?'f2'
@w1
def?f3():
print?'f3'
@w1
def?f4():
print?'f4'
對(duì)于上述代碼,也是僅僅對(duì)基礎(chǔ)平臺(tái)的代碼進(jìn)行修改,就可以實(shí)現(xiàn)在其他人調(diào)用函數(shù) f1 f2 f3 f4 之前都進(jìn)行【驗(yàn)證】操作,并且其他業(yè)務(wù)部門無(wú)需做任何操作。
Low BBB心驚膽戰(zhàn)的問(wèn)了下,這段代碼的內(nèi)部執(zhí)行原理是什么呢?
老大正要生氣,突然Low BBB的手機(jī)掉到地上,恰恰屏保就是Low BBB的女友照片,老大一看一緊一抖,喜笑顏開,交定了Low BBB這個(gè)朋友。詳細(xì)的開始講解了:
單獨(dú)以f1為例:
def?w1(func):
def?inner():
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
return?func()
return?inner
@w1
def?f1():
print?'f1'
當(dāng)寫完這段代碼后(函數(shù)未被執(zhí)行、未被執(zhí)行、未被執(zhí)行),python解釋器就會(huì)從上到下解釋代碼,步驟如下:
def w1(func): ?==將w1函數(shù)加載到內(nèi)存
@w1
沒(méi)錯(cuò),從表面上看解釋器僅僅會(huì)解釋這兩句代碼,因?yàn)楹瘮?shù)在沒(méi)有被調(diào)用之前其內(nèi)部代碼不會(huì)被執(zhí)行。
從表面上看解釋器著實(shí)會(huì)執(zhí)行這兩句,但是 @w1 這一句代碼里卻有大文章,@函數(shù)名?是python的一種語(yǔ)法糖。
如上例@w1內(nèi)部會(huì)執(zhí)行一下操作:
執(zhí)行w1函數(shù),并將 @w1 下面的?函數(shù)?作為w1函數(shù)的參數(shù),即:@w1 等價(jià)于 w1(f1)
所以,內(nèi)部就會(huì)去執(zhí)行:
def inner:
#驗(yàn)證
return f1() ? # func是參數(shù),此時(shí) func 等于 f1
return inner ? ? # 返回的 inner,inner代表的是函數(shù),非執(zhí)行函數(shù)
其實(shí)就是將原來(lái)的 f1 函數(shù)塞進(jìn)另外一個(gè)函數(shù)中
將執(zhí)行完的 w1 函數(shù)返回值賦值給@w1下面的函數(shù)的函數(shù)名
w1函數(shù)的返回值是:
def inner:
#驗(yàn)證
return 原來(lái)f1() ?# 此處的 f1 表示原來(lái)的f1函數(shù)
然后,將此返回值再重新賦值給 f1,即:
新f1 =?def inner:
#驗(yàn)證
return 原來(lái)f1()
所以,以后業(yè)務(wù)部門想要執(zhí)行 f1 函數(shù)時(shí),就會(huì)執(zhí)行 新f1 函數(shù),在 新f1 函數(shù)內(nèi)部先執(zhí)行驗(yàn)證,再執(zhí)行原來(lái)的f1函數(shù),然后將 原來(lái)f1 函數(shù)的返回值 返回給了業(yè)務(wù)調(diào)用者。
如此一來(lái), 即執(zhí)行了驗(yàn)證的功能,又執(zhí)行了原來(lái)f1函數(shù)的內(nèi)容,并將原f1函數(shù)返回值 返回給業(yè)務(wù)調(diào)用著
Low BBB 你明白了嗎?要是沒(méi)明白的話,我晚上去你家?guī)湍憬鉀Q吧?。?!
先把上述流程看懂,之后還會(huì)繼續(xù)更新…
3、問(wèn)答時(shí)間
問(wèn)題:被裝飾的函數(shù)如果有參數(shù)呢?
#一個(gè)參數(shù)
def?w1(func):
def?inner(arg):
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
return?func(arg)
return?inner
@w1
def?f1(arg):
print?'f1'
#兩個(gè)參數(shù)
def?w1(func):
def?inner(arg1,arg2):
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
return?func(arg1,arg2)
return?inner
@w1
def?f1(arg1,arg2):
print?'f1'
#三個(gè)參數(shù)
def?w1(func):
def?inner(arg1,arg2,arg3):
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
return?func(arg1,arg2,arg3)
return?inner
@w1
def?f1(arg1,arg2,arg3):
print?'f1'
問(wèn)題:可以裝飾具有處理n個(gè)參數(shù)的函數(shù)的裝飾器?
def?w1(func):
def?inner(*args,**kwargs):
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
return?func(*args,**kwargs)
return?inner
@w1
def?f1(arg1,arg2,arg3):
print?'f1'
問(wèn)題:一個(gè)函數(shù)可以被多個(gè)裝飾器裝飾嗎?
def?w1(func):
def?inner(*args,**kwargs):
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
return?func(*args,**kwargs)
return?inner
def?w2(func):
def?inner(*args,**kwargs):
#?驗(yàn)證1
#?驗(yàn)證2
#?驗(yàn)證3
return?func(*args,**kwargs)
return?inner
@w1
@w2
def?f1(arg1,arg2,arg3):
print?'f1'
問(wèn)題:還有什么更吊的裝飾器嗎?
#!/usr/bin/env?python
#coding:utf-8
def?Before(request,kargs):
print?'before'
def?After(request,kargs):
print?'after'
def?Filter(before_func,after_func):
def?outer(main_func):
def?wrapper(request,kargs):
before_result?=?before_func(request,kargs)
if(before_result?!=?None):
return?before_result;
main_result?=?main_func(request,kargs)
if(main_result?!=?None):
return?main_result;
after_result?=?after_func(request,kargs)
if(after_result?!=?None):
return?after_result;
return?wrapper
return?outer
@Filter(Before,?After)
def?Index(request,kargs):
print?'index'
內(nèi)褲可以用來(lái)遮羞,但是到了冬天它沒(méi)法為我們防風(fēng)御寒,聰明的人們發(fā)明了長(zhǎng)褲,有了長(zhǎng)褲后寶寶再也不冷了,裝飾器就像我們這里說(shuō)的長(zhǎng)褲,在不影響內(nèi)褲作用的前提下,給我們的身子提供了保暖的功效。
再回到我們的主題
裝飾器本質(zhì)上是一個(gè)Python函數(shù),它可以讓其他函數(shù)在不需要做任何代碼變動(dòng)的前提下增加額外功能,裝飾器的返回值也是一個(gè)函數(shù)對(duì)象。它經(jīng)常用于有切面需求的場(chǎng)景,比如:插入日志、性能測(cè)試、事務(wù)處理、緩存、權(quán)限校驗(yàn)等場(chǎng)景。裝飾器是解決這類問(wèn)題的絕佳設(shè)計(jì),有了裝飾器,我們就可以抽離出大量與函數(shù)功能本身無(wú)關(guān)的雷同代碼并繼續(xù)重用。概括的講,裝飾器的作用就是為已經(jīng)存在的對(duì)象添加額外的功能。
先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單例子:
def foo():
print('i am foo')
現(xiàn)在有一個(gè)新的需求,希望可以記錄下函數(shù)的執(zhí)行日志,于是在代碼中添加日志代碼:
def foo():
print('i am foo')
logging.info("foo is running")
bar()、bar2()也有類似的需求,怎么做?再寫一個(gè)logging在bar函數(shù)里?這樣就造成大量雷同的代碼,為了減少重復(fù)寫代碼,我們可以這樣做,重新定義一個(gè)函數(shù):專門處理日志 ,日志處理完之后再執(zhí)行真正的業(yè)務(wù)代碼
def use_logging(func):
logging.warn("%s is running" % func.__name__)
func()
def bar():
print('i am bar')
use_logging(bar)
邏輯上不難理解, 但是這樣的話,我們每次都要將一個(gè)函數(shù)作為參數(shù)傳遞給use_logging函數(shù)。而且這種方式已經(jīng)破壞了原有的代碼邏輯結(jié)構(gòu),之前執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯時(shí),執(zhí)行運(yùn)行bar(),但是現(xiàn)在不得不改成use_logging(bar)。那么有沒(méi)有更好的方式的呢?當(dāng)然有,答案就是裝飾器。
簡(jiǎn)單裝飾器
def use_logging(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
logging.warn("%s is running" % func.__name__)
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
def bar():
print('i am bar')
bar = use_logging(bar)
bar()
函數(shù)use_logging就是裝飾器,它把執(zhí)行真正業(yè)務(wù)方法的func包裹在函數(shù)里面,看起來(lái)像bar被use_logging裝飾了。在這個(gè)例子中,函數(shù)進(jìn)入和退出時(shí) ,被稱為一個(gè)橫切面(Aspect),這種編程方式被稱為面向切面的編程(Aspect-Oriented Programming)。
@符號(hào)是裝飾器的語(yǔ)法糖,在定義函數(shù)的時(shí)候使用,避免再一次賦值操作
def use_logging(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
logging.warn("%s is running" % func.__name__)
return func(*args)
return wrapper
@use_logging
def foo():
print("i am foo")
@use_logging
def bar():
print("i am bar")
bar()
如上所示,這樣我們就可以省去bar = use_logging(bar)這一句了,直接調(diào)用bar()即可得到想要的結(jié)果。如果我們有其他的類似函數(shù),我們可以繼續(xù)調(diào)用裝飾器來(lái)修飾函數(shù),而不用重復(fù)修改函數(shù)或者增加新的封裝。這樣,我們就提高了程序的可重復(fù)利用性,并增加了程序的可讀性。
裝飾器在Python使用如此方便都要?dú)w因于Python的函數(shù)能像普通的對(duì)象一樣能作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù),可以被賦值給其他變量,可以作為返回值,可以被定義在另外一個(gè)函數(shù)內(nèi)。
帶參數(shù)的裝飾器
裝飾器還有更大的靈活性,例如帶參數(shù)的裝飾器:在上面的裝飾器調(diào)用中,比如@use_logging,該裝飾器唯一的參數(shù)就是執(zhí)行業(yè)務(wù)的函數(shù)。裝飾器的語(yǔ)法允許我們?cè)谡{(diào)用時(shí),提供其它參數(shù),比如@decorator(a)。這樣,就為裝飾器的編寫和使用提供了更大的靈活性。
def use_logging(level):
def decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
if level == "warn":
logging.warn("%s is running" % func.__name__)
return func(*args)
return wrapper
return decorator
@use_logging(level="warn")
def foo(name='foo'):
print("i am %s" % name)
foo()
上面的use_logging是允許帶參數(shù)的裝飾器。它實(shí)際上是對(duì)原有裝飾器的一個(gè)函數(shù)封裝,并返回一個(gè)裝飾器。我們可以將它理解為一個(gè)含有參數(shù)的閉包。當(dāng)我 們使用@use_logging(level="warn")調(diào)用的時(shí)候,Python能夠發(fā)現(xiàn)這一層的封裝,并把參數(shù)傳遞到裝飾器的環(huán)境中。
類裝飾器
再來(lái)看看類裝飾器,相比函數(shù)裝飾器,類裝飾器具有靈活度大、高內(nèi)聚、封裝性等優(yōu)點(diǎn)。使用類裝飾器還可以依靠類內(nèi)部的\_\_call\_\_方法,當(dāng)使用 @ 形式將裝飾器附加到函數(shù)上時(shí),就會(huì)調(diào)用此方法。
class Foo(object):
def __init__(self, func):
self._func = func
def __call__(self):
print ('class decorator runing')
self._func()
print ('class decorator ending')
@Foo
def bar():
print ('bar')
bar()
functools.wraps
使用裝飾器極大地復(fù)用了代碼,但是他有一個(gè)缺點(diǎn)就是原函數(shù)的元信息不見(jiàn)了,比如函數(shù)的docstring、__name__、參數(shù)列表,先看例子:
裝飾器
def logged(func):
def with_logging(*args, **kwargs):
print func.__name__ + " was called"
return func(*args, **kwargs)
return with_logging
函數(shù)
@logged
def f(x):
"""does some math"""
return x + x * x
該函數(shù)完成等價(jià)于:
def f(x):
"""does some math"""
return x + x * x
f = logged(f)
不難發(fā)現(xiàn),函數(shù)f被with_logging取代了,當(dāng)然它的docstring,__name__就是變成了with_logging函數(shù)的信息了。
print f.__name__ # prints 'with_logging'
print f.__doc__ # prints None
這個(gè)問(wèn)題就比較嚴(yán)重的,好在我們有functools.wraps,wraps本身也是一個(gè)裝飾器,它能把原函數(shù)的元信息拷貝到裝飾器函數(shù)中,這使得裝飾器函數(shù)也有和原函數(shù)一樣的元信息了。
from functools import wraps
def logged(func):
@wraps(func)
def with_logging(*args, **kwargs):
print func.__name__ + " was called"
return func(*args, **kwargs)
return with_logging
@logged
def f(x):
"""does some math"""
return x + x * x
print f.__name__ # prints 'f'
print f.__doc__ # prints 'does some math'
內(nèi)置裝飾器
@staticmathod、@classmethod、@property
裝飾器的順序
@a
@b
@c
def f ():
等效于
f = a(b(c(f)))
編輯于 2016-08-09
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許多人選擇編程是因?yàn)樗麄兿矚g把時(shí)間花在…
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先理解一下閉包的概念吧,之前回答過(guò)一個(gè)有關(guān)閉包和裝飾器的問(wèn)題,可以參考一下:Python 里函數(shù)里返回一個(gè)函數(shù)內(nèi)部定義的函數(shù)? - 知乎用戶的回答
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先理解一下閉包的概念吧,之前回答過(guò)一個(gè)有關(guān)閉包和裝飾器的問(wèn)題,可以參考一下:
Python 里函數(shù)里返回一個(gè)函數(shù)內(nèi)部定義的函數(shù)? - 知乎用戶的回答
發(fā)布于 2014-12-09
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裝飾器其實(shí)一直是我的一個(gè)"老大難"。這個(gè)知識(shí)點(diǎn)就放在那,但是拖延癥。。。
其實(shí)在平常寫寫腳本的過(guò)程中,這個(gè)知識(shí)點(diǎn)你可能用到不多
但在面試的時(shí)候,這可是一個(gè)高頻問(wèn)題。
所謂的裝飾器,其實(shí)就是通過(guò)裝飾器函數(shù),來(lái)修改原函數(shù)的一些功能,使得原函數(shù)不需要修改。
這一句話理解起來(lái)可能沒(méi)那么輕松,那先來(lái)看一個(gè)"傻瓜"函數(shù)。
放心,絕對(duì)不是"Hello World"!
怎么樣,沒(méi)騙你吧? 哈哈,這個(gè)函數(shù)不用運(yùn)行相信大家都知道輸出結(jié)果: "你好,裝飾器" 。
那如果我想讓 hello() 函數(shù)再實(shí)現(xiàn)個(gè)其他功能,比如多打印一句話。
那么,可以這樣"增強(qiáng)"一下:
運(yùn)行結(jié)果:
很顯然,這個(gè)"增強(qiáng)"沒(méi)啥作用,但是可以幫助理解裝飾器。
當(dāng)運(yùn)行最后的 hello() 函數(shù)時(shí),調(diào)用過(guò)程是這樣的:
那上述代碼里的 my_decorator() 就是一個(gè)裝飾器。
它改變了 hello() 的行為,但是并沒(méi)有去真正的改變 hello()函數(shù) 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。
但是,python一直以"優(yōu)雅"被人追捧,而上述的代碼顯然不夠優(yōu)雅。
所以,想讓上述裝飾器變得優(yōu)雅,可以這樣寫:
這里的 @my_decorator 就相當(dāng)于舊代碼的 hello = my_decorator(hello) , @ 符號(hào)稱為語(yǔ)法糖。
那如果還有其他函數(shù)也需要加上類似的裝飾,直接在函數(shù)的上方加上 @my_decorator 就可以,大大提高函數(shù)
的重復(fù)利用與可讀性。
輸出:
上面的只是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的裝飾器,但是實(shí)際場(chǎng)景中,很多函數(shù)都是要帶有參數(shù)的,比如hello(people_name)。
其實(shí)也很簡(jiǎn)單,要什么我們就給什么唄,直接在對(duì)應(yīng)裝飾器的 wrapper() 上,加上對(duì)應(yīng)的參數(shù):
輸出:
但是還沒(méi)完,這樣雖然簡(jiǎn)單,但是隨之而來(lái)另一個(gè)問(wèn)題:因?yàn)椴⒉皇撬泻瘮?shù)參數(shù)都是一樣的,
當(dāng)其他要使用裝飾器的函數(shù)參數(shù)不止這個(gè)一個(gè)腫么辦?比如:
沒(méi)關(guān)系,在python里, *args 和 **kwargs 表示接受任意數(shù)量和類型的參數(shù),所以我們可以這樣
寫裝飾器里的 wrapper() 函數(shù):
同時(shí)運(yùn)行下 hello("老王") ,和 hello3("張三", "李四") ,看結(jié)果:
上面2種,裝飾器都是接收外來(lái)的參數(shù),其實(shí)裝飾器還可以接收自己的參數(shù)。
比如,我加個(gè)參數(shù)來(lái)控制下裝飾器中打印信息的次數(shù):
注意,這里 count 裝飾函數(shù)中的2個(gè) return .
運(yùn)行下,應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)3次:
現(xiàn)在多做一步 探索 ,我們來(lái)打印下下面例子中的hello()函數(shù)的元信息:
輸出:
這說(shuō)明了,它不再是以前的那個(gè) hello() 函數(shù),而是被 wrapper() 函數(shù)取代了。
如果我們需要用到元函數(shù)信息,那怎么保留它呢?這時(shí)候可以用內(nèi)置裝飾器 @functools.wrap 。
運(yùn)行下:
好記性不如爛筆頭,寫一下理解一下會(huì)好很多。
下面還分享類的裝飾器,以及裝飾器所用場(chǎng)景。
裝飾器是通過(guò)裝飾器函數(shù)修改原函數(shù)的一些功能而不需要修改原函數(shù),在很多場(chǎng)景可以用到它,比如① 執(zhí)行某個(gè)測(cè)試用例之前,判斷是否需要登錄或者執(zhí)行某些特定操作;② 統(tǒng)計(jì)某個(gè)函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間;③ 判斷輸入合法性等。合理使用裝飾器可以極大地提高程序的可讀性以及運(yùn)行效率。本文將介紹Python裝飾器的使用方法。
python裝飾器可以定義如下:
輸出:
python解釋器將test_decorator函數(shù)作為參數(shù)傳遞給my_decorator函數(shù),并指向了內(nèi)部函數(shù) wrapper(),內(nèi)部函數(shù) wrapper() 又會(huì)調(diào)用原函數(shù) test_decorator(),所以decorator()的執(zhí)行會(huì)先打印'this is wrapper',然后打印'hello world', test_decorator()執(zhí)行完成后,打印 'bye' ,*args和**kwargs,表示接受任意數(shù)量和類型的參數(shù)。
裝飾器 my_decorator() 把真正需要執(zhí)行的函數(shù) test_decorator() 包裹在其中,并且改變了它的行為,但是原函數(shù) test_decorator() 不變。
一般使用如下形式使用裝飾器:
@my_decorator就相當(dāng)于 decorator = my_decorator(test_decorator) 語(yǔ)句。
內(nèi)置裝飾器@functools.wrap可用于保留原函數(shù)的元信息(將原函數(shù)的元信息,拷貝到對(duì)應(yīng)的裝飾器函數(shù)里)。先來(lái)看看沒(méi)有使用functools的情況:
輸出:
從上面的輸出可以看出test_decorator() 函數(shù)被裝飾以后元信息被wrapper() 函數(shù)取代了,可以使用@functools.wrap裝飾器保留原函數(shù)的元信息:
輸出:
裝飾器可以接受自定義參數(shù)。比如定義一個(gè)參數(shù)來(lái)設(shè)置裝飾器內(nèi)部函數(shù)的執(zhí)行次數(shù):
輸出:
Python 支持多個(gè)裝飾器嵌套:
裝飾的過(guò)程:
順序從里到外:
test_decorator('hello world') 執(zhí)行順序和裝飾的過(guò)程相反。
輸出:
類也可以作為裝飾器,類裝飾器主要依賴__call__()方法,是python中所有能被調(diào)用的對(duì)象具有的內(nèi)置方法(python魔術(shù)方法),每當(dāng)調(diào)用一個(gè)類的實(shí)例時(shí),__call__()就會(huì)被執(zhí)行一次。
下面的類裝飾器實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)函數(shù)執(zhí)行次數(shù):
輸出:
下面介紹兩種裝飾器使用場(chǎng)景
統(tǒng)計(jì)函數(shù)執(zhí)行所花費(fèi)的時(shí)間
輸出:
在使用某些web服務(wù)時(shí),需要先判斷用戶是否登錄,如果沒(méi)有登錄就跳轉(zhuǎn)到登錄頁(yè)面或者提示用戶登錄:
--THE END--
裝飾器是從英文decorator翻譯過(guò)來(lái)的,從字面上來(lái)看就是對(duì)某個(gè)東西進(jìn)行修飾,增強(qiáng)被修飾物的功能,下面我們對(duì)裝飾器做下簡(jiǎn)單介紹。
一、怎么編寫裝飾器
裝飾器的實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單,本質(zhì)是一個(gè)可調(diào)用對(duì)象,可以是函數(shù)、方法、對(duì)象等,它既可以裝飾函數(shù)也可以裝飾類和方法,為了簡(jiǎn)單說(shuō)明問(wèn)題,我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)裝飾器,如下代碼:
有了這個(gè)裝飾器,我們就可以打印出什么時(shí)候開始和結(jié)束調(diào)用函數(shù),對(duì)于排查函數(shù)的調(diào)用鏈非常方便。
二、帶參數(shù)的裝飾器
上面的例子無(wú)論什么時(shí)候調(diào)用sum都會(huì)輸出信息,如果我們需要按需輸出信息怎么實(shí)現(xiàn)呢,這時(shí)就要用到帶參數(shù)的裝飾器了,如下代碼:
對(duì)sum使用裝飾器時(shí)沒(méi)有參數(shù),這時(shí)debug為0,所以調(diào)用sum時(shí)不會(huì)輸出函數(shù)調(diào)用相關(guān)信息。
對(duì)multi使用裝飾器時(shí)有參數(shù),這時(shí)debug為1,所以調(diào)用multi時(shí)會(huì)輸出函數(shù)調(diào)用相關(guān)信息。
三、函數(shù)名字問(wèn)題
當(dāng)我們打印被裝飾后的函數(shù)名字時(shí),不知道大家有沒(méi)發(fā)現(xiàn)輸出的不是函數(shù)本身的名字,如下代碼會(huì)輸出‘wrap’而不是‘sum’:
有時(shí)這種表現(xiàn)并不是我們想要的,我們希望被裝飾后的函數(shù)名字還是函數(shù)本身,那要怎么實(shí)現(xiàn)呢?很簡(jiǎn)單,只需要引入functools.wraps即可,如下代碼就會(huì)輸出‘sum’了:
看完后是不是覺(jué)得python裝飾器很簡(jiǎn)單,只要了解它的本質(zhì),怎么寫都行,有好多種玩法呢。
本文目的是由淺入深地介紹python裝飾器原理
裝飾器(Decorators)是 Python 的一個(gè)重要部分
其功能是, 在不修改原函數(shù)(類)定義代碼的情況下,增加新的功能
為了理解和實(shí)現(xiàn)裝飾器,我們先引入2個(gè)核心操作:
在這個(gè)例子中,函數(shù)hi的形參name,默認(rèn)為'world'
在函數(shù)內(nèi)部,又定義了另一個(gè)函數(shù) howdoyoudo,定義這個(gè)函數(shù)時(shí),將形參name作為新函數(shù)的形參name2的默認(rèn)值。
因此,在函數(shù)內(nèi)部調(diào)用howdoyoudo()時(shí),將以調(diào)用hi時(shí)的實(shí)參為默認(rèn)值,但也可以給howdoyoudo輸入其他參數(shù)。
上面的例子運(yùn)行后輸出結(jié)果為:
這里新定義的howdoyoudo可以稱作一個(gè)“閉包”。不少關(guān)于裝飾器的blog都提到了這個(gè)概念,但其實(shí)沒(méi)必要給它取一個(gè)多專業(yè)的名字。我們知道閉包是 函數(shù)內(nèi)的函數(shù) 就可以了
當(dāng)我們進(jìn)行 def 的時(shí)候,我們?cè)谧鍪裁矗?/p>
這時(shí),hi函數(shù),打印一個(gè)字符串,同時(shí)返回一個(gè)字符串。
但hi函數(shù)本身也是一個(gè)對(duì)象,一個(gè)可以執(zhí)行的對(duì)象。執(zhí)行的方式是hi()。
這里hi和hi()有本質(zhì)區(qū)別,
hi 代表了這個(gè)函數(shù)對(duì)象本身
hi() 則是運(yùn)行了函數(shù),得到函數(shù)的返回值。
作為對(duì)比,可以想象以下代碼
此時(shí)也是b存在,可以正常使用。
我們定義2個(gè)函數(shù),分別實(shí)現(xiàn)自加1, 自乘2,
再定義一個(gè)函數(shù)double_exec,內(nèi)容是將某個(gè)函數(shù)調(diào)用2次
在調(diào)用double_exec時(shí),可以將函數(shù)作為輸入傳進(jìn)來(lái)
輸出結(jié)果就是
7
27
同樣,也可以將函數(shù)作為輸出
輸出結(jié)果為
6
10
有了以上兩個(gè)核心操作,我們可以嘗試構(gòu)造裝飾器了。
裝飾器的目的: 在不修改原函數(shù)(類)定義代碼的情況下,增加新的功能
試想一下,現(xiàn)在有一個(gè)原函數(shù)
在不修改原函數(shù)定義代碼的情況下,如果想進(jìn)行函數(shù)內(nèi)容的添加,可以將這個(gè)函數(shù)作為一個(gè)整體,添加到這樣的包裹中:
我們定義了一個(gè)my_decorator函數(shù),這個(gè)函數(shù)進(jìn)行了一種操作:
對(duì)傳入的f,添加操作(運(yùn)行前后增加打印),并把添加操作后的內(nèi)容連同運(yùn)行原函數(shù)的內(nèi)容,一起傳出
這個(gè)my_decorator,定義了一種增加前后打印內(nèi)容的行為
調(diào)用my_decorator時(shí),對(duì)這個(gè)行為進(jìn)行了操作。
因此,new_function是一個(gè)在original_function上增加了前后打印行為的新函數(shù)
這個(gè)過(guò)程被可以被稱作裝飾。
這里已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn),裝飾器本身對(duì)于被裝飾的函數(shù)是什么,是不需要考慮的。裝飾器本身只定義了一種裝飾行為,這個(gè)行為是通過(guò)裝飾器內(nèi)部的閉包函數(shù)()進(jìn)行定義的。
運(yùn)行裝飾前后的函數(shù),可以清晰看到裝飾的效果
我們復(fù)現(xiàn)一下實(shí)際要用裝飾器的情況,我們往往有一種裝飾器,想應(yīng)用于很多個(gè)函數(shù),比如
此時(shí),如果我們想給3個(gè)print函數(shù)都加上裝飾器,需要這么做
實(shí)際調(diào)用的時(shí)候,就需要調(diào)用添加裝飾器的函數(shù)名了
當(dāng)然,也可以賦值給原函數(shù)名
這樣至少不需要管理一系列裝飾前后的函數(shù)。
同時(shí),在不需要進(jìn)行裝飾的時(shí)候,需要把
全部刪掉。
事實(shí)上,這樣并不方便,尤其對(duì)于更復(fù)雜的裝飾器來(lái)說(shuō)
為此,python提供了一種簡(jiǎn)寫方式
這個(gè)定義print1函數(shù)前的@my_decorator,相當(dāng)于在定義完print1后,自動(dòng)直接運(yùn)行了
不論采用@my_decorator放在新函數(shù)前,還是顯示地重寫print1 = my_decorator(print1),都會(huì)存在一個(gè)問(wèn)題:
裝飾后的函數(shù),名字改變了(其實(shí)不止名字,一系列的索引都改變了)
輸出結(jié)果為:
這個(gè)現(xiàn)象的原因是,裝飾行為本身,是通過(guò)構(gòu)造了一個(gè)新的函數(shù)(例子中是wrap_func函數(shù))來(lái)實(shí)現(xiàn)裝飾這個(gè)行為的,然后把這個(gè)修改后的函數(shù)賦給了原函數(shù)名。
這樣,會(huì)導(dǎo)致我們預(yù)期的被裝飾函數(shù)的一些系統(tǒng)變量(比如__name__)發(fā)生了變化。
對(duì)此,python提供了解決方案:
經(jīng)過(guò)這個(gè)行為后,被裝飾函數(shù)的系統(tǒng)變量問(wèn)題被解決了
輸出結(jié)果為
剛才的例子都比較簡(jiǎn)單,被裝飾的函數(shù)是沒(méi)有參數(shù)的。如果被裝飾的函數(shù)有參數(shù),只需要在定義裝飾行為時(shí)(事實(shí)上,這個(gè)才更通用),增加(*args, **kwargs)描述即可
之前的描述中可以感受到,對(duì)于例子中的裝飾行為(前后加打印),函數(shù)被裝飾后,本質(zhì)上是調(diào)用了新的裝飾函數(shù)wrap_func。
因此,如果原函數(shù)需要有輸入?yún)?shù)傳遞,只需要在wrap_func(或其他任意名字的裝飾函數(shù))定義時(shí),也增加參數(shù)輸入(*args, **kwargs),并將這些參數(shù),原封不動(dòng)地傳給待裝飾函數(shù)f。
這種定義裝飾行為的方式更具有普遍性,忘記之前的定義方式吧
我們?cè)囈幌?/p>
輸出
這里需要注意的是,如果按照以下的方式定義裝飾器
那么以下語(yǔ)句將不會(huì)執(zhí)行
因?yàn)檠b飾后實(shí)際的函數(shù)wrap_func(雖然名字被改成了原函數(shù),系統(tǒng)參數(shù)也改成了原函數(shù)),運(yùn)行到return f(*args, **kwargs) 的時(shí)候已經(jīng)結(jié)束了
因?yàn)檠b飾器my_decorator本身也是可以輸入的,因此,只需要在定義裝飾器時(shí),增加參數(shù),并在后續(xù)函數(shù)中使用就可以了,比如
此時(shí)裝飾器已經(jīng)可以有輸入?yún)?shù)了
輸出
你可能發(fā)現(xiàn),為什么不用簡(jiǎn)寫版的方法了
因?yàn)橐陨洗a會(huì)報(bào)錯(cuò)??!
究其原因,雖然
等價(jià)于
但是,
并不等價(jià)于
這本身和@語(yǔ)法有關(guān),使用@my_decorator時(shí),是系統(tǒng)在應(yīng)用一個(gè)以單個(gè)函數(shù)作為參數(shù)的閉包函數(shù)。即,@是不能帶參數(shù)的。
但是你應(yīng)該發(fā)現(xiàn)了,之前的@wraps(f)不是帶參數(shù)了嗎?請(qǐng)仔細(xì)觀察以下代碼
通過(guò)一層嵌套,my_decorator_with_parma本質(zhì)上是返回了一個(gè)參數(shù)僅為一個(gè)函數(shù)的函數(shù)(my_decorator),但因?yàn)閙y_decorator對(duì)my_decorator_with_parma來(lái)說(shuō)是一個(gè)閉包,my_decorator_with_parma是可以帶參數(shù)的。(這句話真繞)
通過(guò)以上的定義,我們?cè)賮?lái)看
可以這么理解,my_decorator_with_parma(msg='yusheng')的結(jié)果是原來(lái)的my_decorator函數(shù),同時(shí),因?yàn)閙y_decorator_with_parma可以傳參,參數(shù)實(shí)際上是參與了my_decorator的(因?yàn)閙y_decorator對(duì)my_decorator_with_parma是閉包), my_decorator_with_parma(msg='yusheng') 全等于 一個(gè)有參數(shù)參加的my_decorator
因此,以上代碼等價(jià)于有參數(shù)msg傳遞的
比較繞,需要理解一下,或者干脆強(qiáng)記這種范式:
以上范式包含函數(shù)的輸入輸出、裝飾器的輸入,可以應(yīng)對(duì)大部分情況了。
實(shí)驗(yàn)一下:
輸出
以上是一個(gè)log裝飾器,利用datetime統(tǒng)計(jì)了函數(shù)的耗時(shí),
并且,裝飾器可以進(jìn)行輸出文件操作,如果給出了文件路徑,則輸出文件,否則就打印。
利用這個(gè)裝飾器,可以靈活地進(jìn)行耗時(shí)統(tǒng)計(jì)
不設(shè)置輸出文件地址,則打印。運(yùn)行結(jié)果為:
也可以輸出到文件
輸出結(jié)果為
同時(shí)在當(dāng)前目錄生成了一個(gè)test.log 文件,內(nèi)容為:
以上的裝飾器都是以函數(shù)形式出現(xiàn)的,但我們可以稍做改寫,將裝飾器以類的形式實(shí)現(xiàn)。
這個(gè)裝飾器類Log 上個(gè)例子里的裝飾器函數(shù)log功能是一樣的,同時(shí),這個(gè)裝飾器類還可以作為基類被其他繼承,進(jìn)一步增加功能。
原文
網(wǎng)站標(biāo)題:關(guān)于Python裝飾函數(shù)詳解的信息
文章轉(zhuǎn)載:http://aaarwkj.com/article26/hchijg.html
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