Python學(xué)習(xí)筆記之裝飾器

更新時間：2020年08月06日 11:30:02 作者：pxrux

這篇文章主要介紹了Python 裝飾器的相關(guān)資料，文中講解非常細(xì)致，代碼幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)，感興趣的朋友可以了解下

一. 什么是裝飾器

知乎某大佬如是說：內(nèi)褲可以用來遮羞，但是到了冬天它沒法為我們防風(fēng)御寒，聰明的人們發(fā)明了長褲，有了長褲后寶寶再也不冷了，裝飾器就像我們這里說的長褲，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。
裝飾器本質(zhì)上是Python函數(shù)，可以為已存在的對象添加額外的功能，同時裝飾器還可以抽離出與函數(shù)無關(guān)的重用代碼。具體應(yīng)用場景如：插入日志、性能測試、事務(wù)處理、緩存、權(quán)限校驗等。

換言之

裝飾器不能影響原函數(shù)的功能，裝飾器是獨立出來的函數(shù)。誰調(diào)用它，誰就可以使用它的功能。

二.舉個栗子

add的功能是計算x和y的值，我們稱作功能函數(shù)。
logger的作業(yè)是在執(zhí)行add函數(shù)的同時再打印了其他的信息，這部分的作為add的功能增強(qiáng)，我們稱為裝飾。
在logger里我們可以加入其他類似的功能函數(shù)，也能包裝它，可以進(jìn)行復(fù)用。

1.引子

#功能函數(shù)
def add(x,y):
 return x+y

#裝飾函數(shù)
def logger(fn):
 print('frist')
 x = fn(4,5)
 print('second')
 return x 

print(logger(add))

#把函數(shù)add傳給logger ，return x+y
#print('frist')
#print('secend')
# x = fn(4,5) ==> x = 4 y= 5 x= 4+5 = 9 
#return 9

frist
second
9

2.提取參數(shù)

x,y的參數(shù)都放在logger函數(shù)內(nèi)部了，影響函數(shù)的靈活性，此處我們可以提取出來。

def add(x,y):
 return x + y

def logger(fn,*args,**kwargs):
 print('frist')
 x = fn(*args,**kwargs)
 print('second')
 return x

print(logger(add,1,y=11))

frist
second
12

3.柯里化

def add(x,y):
 return x + y
def logger(fn):
 def wrapper(*args,**kwargs):
  print('begin')
  x = fn(*args,**kwargs)
  print('end')
  return x
 return wrapper


print(logger(add)(5,y=11))

begin
end
16

懵逼ing

以下為個人理解，左邊為非柯里化函數(shù)，右邊是柯里化函數(shù)。

柯里化函數(shù)

前面說過柯里化的定義，本來可以一次傳入兩個參數(shù)，柯里化之后。只需要傳入一個函數(shù)了。。
左邊傳入add 和兩個參數(shù)。
右邊的logger(add)是一個函數(shù)，只需要傳入兩個參數(shù)。logger(add)是個整體，結(jié)合成一個函數(shù)。當(dāng)然這樣寫，我們看函數(shù)主題的部分也是不一樣的。
函數(shù)的基礎(chǔ)中說過，函數(shù)的傳參必須和函數(shù)參數(shù)的定義一致。重點分析右邊函數(shù)（柯里化）。
參數(shù)部分：參數(shù)傳入的方式，logger函數(shù)需要傳入個fn，fu的返回值是wrapper函數(shù)，wrapper函數(shù)的參數(shù)是(*args,**kwargs)所以此次就需要分兩次傳入?yún)?shù)。
第一次傳入fn，再次傳入wrapper函數(shù)需要的參數(shù)。所以就出現(xiàn)了最下邊的調(diào)用方式。
print(logger(add)(5,y=50))。

返回值部分：右側(cè)的logger函數(shù)是個嵌套函數(shù)，logger的返回值是wrapper，內(nèi)層的wrapper函數(shù)返回值是x，x = fn(*args,**kwargs)。fn函數(shù)是最后調(diào)用時候傳入的add函數(shù)。

懵逼 X 2。。。。

def add(x,y):
 return x + y

def logger(fn,*args,**kwargs):  def logger(fn): #參數(shù)剝離
           def newfunction(*args,**kwargs): #新定義一個函數(shù)，logger函數(shù)返回也是這個函數(shù)名字
 print('frist')       print('frist')
 x = fn(*args,**kwargs) == >    x = fn(*args,**kwargs)
 print('second')       print('second')
 return x        return x
          return newfunction

print(logger(add,1,y=11))   print(logger(add)(5,y=11)) #兩次傳入?yún)?shù)

效果如下：

def add(x,y):
 return x + y

def logger(fn): #參數(shù)剝離
 def newfunction(*args,**kwargs): #新定義一個函數(shù)，logger函數(shù)返回也是這個函數(shù)名字

  print('frist')
  x = fn(*args,**kwargs)
  print('second')
  return x

 return newfunction

print(logger(add)(5,y=11)) #兩次傳入?yún)?shù)

frist
second
16

繼續(xù)懵逼的話就這樣用吧。。。用多了就悟道了。。

4.裝飾器語法糖

#再次變形。。。
def add(x,y):
 return x + y

def logger(fn):
 def wrapper(*args,**kwargs):
  print('begin')
  x = fn(*args,**kwargs)
  print('end')
  return x
 return wrapper

##調(diào)用方法1：
print(logger(add)(x=1111,y=1))

##調(diào)用方法2：
add = logger(add)
print(add(x=11,y=3))

##調(diào)用方法3： python給我們的語法糖 

@logger # 說明下邊的函數(shù)，add 其實是 add = logger(add)
def add(x,y):
 return x + y


print(add(45,40))

begin
end
1112
begin
end
14
begin
end
85

三.復(fù)雜的栗子

import datetime
import time 

def logger(fn):
 def warp(*arges,**kwarges):
  print("arges={},kwarges={}".format(arges,kwarges)) #打印函數(shù)的兩個參數(shù)
  start = datetime.datetime.now() #獲取函數(shù)運行的開始時間
  ret = fn(*arges,**kwarges) #傳入兩個參數(shù)，調(diào)用add函數(shù) 此處有個return的值，需要一層一層的返回出去

  duratime = datetime.datetime.now() - start #獲得函數(shù)的運行時間
  print("function {} took {}s".format(fn.__name__,duratime.total_seconds())) #打印函數(shù)的運行時間

  return ret #返回fn的結(jié)果 ，fn = x+y ==> 返回x+y的值。 x = 4 y= 11 ==> return 11
 return warp #返回warp的 return ==> ret 的return ==> return 11 函數(shù)的最終結(jié)果為11 

@logger
def add(x,y):
 print("oooooook")
 time.sleep(1.5)
 return x+y

print(add(4,y=11))

#如果充分理解了每個小部件，這個簡單的完整版本也是很好理解的了。
#1，logger是個裝飾器，而且使用了柯里化技術(shù)
#2，add 傳參給logger的fn 形參，add(4,y=5)的兩個參數(shù)傳入給warp函數(shù)的兩個形參
#
#

arges=(4,),kwarges={'y': 11}
oooooook
function add took 1.5017s
15

再次翻譯

import datetime
import time 

#####################################裝飾開始############################################
def logger(fn): #拿到函數(shù)名稱
 def warp(*arges,**kwarges): #拿到函數(shù)帶過來的參數(shù)開始裝飾
  print("arges={},kwarges={}".format(arges,kwarges)) #來試試打印兩個參數(shù)
  start = datetime.datetime.now() #
  ret = fn(*arges,**kwarges) # 此處調(diào)用add函數(shù)。開始執(zhí)行函數(shù)，發(fā)現(xiàn)return語句。。ret的結(jié)果就是return。 

  duratime = datetime.datetime.now() - start #
  print("function {} took {}s".format(fn.__name__,duratime.total_seconds()))

  return ret #加工完成開始返回。warp的返回值是ret ，ret的返回值是 add函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果（原函數(shù)的功能完整的保留了） 
 return warp # logger的返回結(jié)果是warp，warp的返回值是ret ，ret的返回值是 add函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果（原函數(shù)的功能完整的保留了） 

#####################################裝飾完成############################################

@logger #裝飾工廠
######add是需要被裝飾的函數(shù)，當(dāng)你有這個想法的事情，其實事情已經(jīng)開始發(fā)生了。
def add(x,y): # 此時add = logger(add) 此處前面的@logger標(biāo)記就是想要讓logger裝飾器像一個工廠一樣對add函數(shù)進(jìn)行加工。
 print("oooooook")
 time.sleep(1.5)
 return x+y

print(add(4,y=11))

arges=(4,),kwarges={'y': 11}
oooooook
function add took 1.501604s
15

四.帶參裝飾器

1. 文檔字符串

我們約定，在python函數(shù)的第一行需要對函數(shù)進(jìn)行說明，使用三引號表示。
如果是英文說明，慣例首字母大寫，第一行寫概述，空一行，第三行寫詳細(xì)描述。
如果函數(shù)中有文檔字符串，默認(rèn)會放在函數(shù)的doc屬性中，可以直接訪問。

def add(x,y):
 """This is a function of addition"""
 a = x+y
 return x + y

print("function name is {}
function doc = {}

".format(add.__name__, add.__doc__))
print(help(add))
function name is add
function doc = This is a function of addition


Help on function add in module __main__:

add(x, y)
 This is a function of addition

None

2. 前面裝飾器的副作用

前面裝飾器基本上已經(jīng)可以完成對函數(shù)進(jìn)行加強(qiáng)的功能了，但是還有些瑕疵。比如原來函數(shù)的原屬性已經(jīng)被替換為裝飾器的屬性了。如下：

def add(x,y):
 return x + y

def logger(fn):
 "This is logger doc"
 def wrapper(*args,**kwargs):
  "This is wrapper doc"
  print('begin')
  x = fn(*args,**kwargs)
  print('end')
  return x
 return wrapper


@logger # add = logger(add)
def add(x,y):
 "This is add doc "
 print("name = {}
doc = {}".format(add.__name__,add.__doc__))
 return x + y


print(add(45,40))

#可以看出來add被裝飾出來的函數(shù)（新的add）的屬性已經(jīng)全部改變了。

begin
name = wrapper
doc = This is wrapper doc
end
85

3. 解決方案一

三個函數(shù)：

第一個：copy原函數(shù)的屬性 copy_properties
第二個：裝飾器 logger
第三個：功能函數(shù) add

def copy_properties(src, dst): # 把src的相關(guān)屬性賦值給dst (fn,wrap)
 dst.__name__ = src.__name__
 dst.__doc__ = src.__doc__


def logger(fn):
 """'This is a function of logger'"""
 def wrap(*arges,**kwarges): # 
  """'This is a function of wrap'"""
  print('<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>')
  x = fn(*arges,**kwarges)
  #print("name={}
doc={}".format(add.__name__,add.__doc__))
  print('<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>') 
  return x 
 copy_properties(fn,wrap) #思考1：為什么放在這個位置調(diào)用
 return wrap

@logger
def add(x,y):
  """'This is a function of add'"""
  print("name={}
doc={}".format(add.__name__,add.__doc__))
  return x+y


print(add(4,6))

<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>
name=add
doc='This is a function of add'
<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>-<>
10

4. 解決方案二

但凡使用裝飾器都會出現(xiàn)屬性的這個問題，為什么不把copy_properties也做成裝飾器呢？

三個函數(shù)：

第一個：copy原函數(shù)的裝飾器 copy_properties1
第二個：裝飾器 logger
第三個：功能函數(shù) add

def copy_properties(src, dst): # 把src的相關(guān)屬性賦值給dst (fn,wrap)
 dst.__name__ = src.__name__
 dst.__doc__ = src.__doc__

#利用前面的知識我們可以對copy_properties輕松進(jìn)行變形
def copy_properties1(src): # 把src的相關(guān)屬性賦值給dst (fn,wrap) 
 def _copy(dst):
  dst.__name__ = src.__name__
  dst.__doc__ = src.__doc__
  return dst 
 return _copy

帶參裝飾器：

def logger(fn): 
 """'This is a function of logger'"""
 @copy_properties1(fn) #wrap = copy_properties(fn)(wrap) 
 #== > 柯里化 兩次傳入?yún)?shù) src = fn ， dst = wrap 新的wrap函數(shù)的屬性已經(jīng)替換為原函數(shù)的。

 def wrap(*arges,**kwarges): #wrap = copy_properties(fn)(wrap)(*arges,**kwarges)  
  """'This is a function of wrap'"""
  print('>->->->->->->->->->->->->->->->->->->->->->->->->->')
  x = fn(*arges,**kwarges)
  print('<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<')
  return x 

 return wrap

@logger #add =logger(add)
def add(x,y):
  """'This is a function of add'"""
  print("name={}
doc={}".format(add.__name__,add.__doc__))
  return x+y



print(add(4,11))

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