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惡補了Python裝飾器的六種寫法，你隨便問~

今天給大家分享一下關(guān)于裝飾器的知識點，內(nèi)容非常干，全程高能，認真吸收看完，一定會對裝飾器有更深的理解。

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Hello，裝飾器

裝飾器本質(zhì)上是一個Python函數(shù)，它可以讓其他函數(shù)在不需要做任何代碼變動的前提下增加額外功能，裝飾器的返回值也是一個函數(shù)對象。

它經(jīng)常用于有切面需求的場景，比如：插入日志、性能測試、事務(wù)處理、緩存、權(quán)限校驗等場景。

裝飾器是解決這類問題的絕佳設(shè)計，有了裝飾器，我們就可以抽離出大量與函數(shù)功能本身無關(guān)的雷同代碼并繼續(xù)重用。

裝飾器的使用方法很固定

  • 先定義一個裝飾器(帽子)
  • 再定義你的業(yè)務(wù)函數(shù)或者類(人)
  • 最后把這裝飾器(帽子)扣在這個函數(shù)(人)頭上

就像下面這樣子

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. # 定義裝飾器 
    2.   
  
  
  
  2. def decorator(func): 
    3.   
  
  
  
  3.     def wrapper(*args, **kw): 
    4.   
  
  
  
  4.         return func() 
    5.   
  
  
  
  5.     return wrapper 
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7. # 定義業(yè)務(wù)函數(shù)并進行裝飾 
    8.   
  
  
  
  8. @decorator 
    9.   
  
  
  
  9. def function(): 
    10.   
  
  
  
  10.     print("hello, decorator") 
    11.

實際上，裝飾器并不是編碼必須性，意思就是說，你不使用裝飾器完全可以，它的出現(xiàn)，應(yīng)該是使我們的代碼

更加優(yōu)雅，代碼結(jié)構(gòu)更加清晰

將實現(xiàn)特定的功能代碼封裝成裝飾器，提高代碼復(fù)用率，增強代碼可讀性

接下來，我將以實例講解，如何編寫出各種簡單及復(fù)雜的裝飾器。

第一種：普通裝飾器

首先咱來寫一個最普通的裝飾器，它實現(xiàn)的功能是：

  • 在函數(shù)執(zhí)行前，先記錄一行日志
  • 在函數(shù)執(zhí)行完，再記錄一行日志
 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. # 這是裝飾器函數(shù)，參數(shù) func 是被裝飾的函數(shù) 
    2.   
  
  
  
  2. def logger(func): 
    3.   
  
  
  
  3.     def wrapper(*args, **kw): 
    4.   
  
  
  
  4.         print('我準備開始執(zhí)行：{} 函數(shù)了:'.format(func.__name__)) 
    5.   
  
  
  
  5.  
    6.   
  
  
  
  6.         # 真正執(zhí)行的是這行。 
    7.   
  
  
  
  7.         func(*args, **kw) 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9.         print('主人，我執(zhí)行完啦。') 
    10.   
  
  
  
  10.     return wrapper 
    11.

假如，我的業(yè)務(wù)函數(shù)是，計算兩個數(shù)之和。寫好后，直接給它帶上帽子。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. @logger 
    2.   
  
  
  
  2. def add(x, y): 
    3.   
  
  
  
  3.     print('{} + {} = {}'.format(x, y, x+y)) 
    4.

然后執(zhí)行一下 add 函數(shù)。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. add(200, 50) 
    2.

來看看輸出了什么?

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. 我準備開始執(zhí)行：add 函數(shù)了: 
    2.   
  
  
  
  2. 200 + 50 = 250 
    3.   
  
  
  
  3. 我執(zhí)行完啦。 
    4.

第二種：帶參數(shù)的函數(shù)裝飾器

通過上面兩個簡單的入門示例，你應(yīng)該能體會到裝飾器的工作原理了。

不過，裝飾器的用法還遠不止如此，深究下去，還大有文章。今天就一起來把這個知識點學(xué)透。

回過頭去看看上面的例子，裝飾器是不能接收參數(shù)的。其用法，只能適用于一些簡單的場景。不傳參的裝飾器，只能對被裝飾函數(shù)，執(zhí)行固定邏輯。

裝飾器本身是一個函數(shù)，做為一個函數(shù)，如果不能傳參，那這個函數(shù)的功能就會很受限，只能執(zhí)行固定的邏輯。這意味著，如果裝飾器的邏輯代碼的執(zhí)行需要根據(jù)不同場景進行調(diào)整，若不能傳參的話，我們就要寫兩個裝飾器，這顯然是不合理的。

比如我們要實現(xiàn)一個可以定時發(fā)送郵件的任務(wù)(一分鐘發(fā)送一封)，定時進行時間同步的任務(wù)(一天同步一次)，就可以自己實現(xiàn)一個 periodic_task (定時任務(wù))的裝飾器，這個裝飾器可以接收一個時間間隔的參數(shù)，間隔多長時間執(zhí)行一次任務(wù)。

可以這樣像下面這樣寫，由于這個功能代碼比較復(fù)雜，不利于學(xué)習(xí)，這里就不貼了。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. @periodic_task(spacing=60) 
    2.   
  
  
  
  2. def send_mail(): 
    3.   
  
  
  
  3.      pass 
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5. @periodic_task(spacing=86400) 
    6.   
  
  
  
  6. def ntp() 
    7.   
  
  
  
  7.     pass  
    8.

那我們來自己創(chuàng)造一個偽場景，可以在裝飾器里傳入一個參數(shù)，指明國籍，并在函數(shù)執(zhí)行前，用自己國家的母語打一個招呼。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. # 小明，中國人 
    2.   
  
  
  
  2. @say_hello("china") 
    3.   
  
  
  
  3. def xiaoming(): 
    4.   
  
  
  
  4.     pass 
    5.   
  
  
  
  5.  
    6.   
  
  
  
  6. # jack，美國人 
    7.   
  
  
  
  7. @say_hello("america") 
    8.   
  
  
  
  8. def jack(): 
    9.   
  
  
  
  9.     pass 
    10.

那我們?nèi)绻麑崿F(xiàn)這個裝飾器，讓其可以實現(xiàn) 傳參 呢?

會比較復(fù)雜，需要兩層嵌套。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. def say_hello(contry): 
    2.   
  
  
  
  2.     def wrapper(func): 
    3.   
  
  
  
  3.         def deco(*args, **kwargs): 
    4.   
  
  
  
  4.             if contry == "china": 
    5.   
  
  
  
  5.                 print("你好!") 
    6.   
  
  
  
  6.             elif contry == "america": 
    7.   
  
  
  
  7.                 print('hello.') 
    8.   
  
  
  
  8.             else: 
    9.   
  
  
  
  9.                 return 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11.             # 真正執(zhí)行函數(shù)的地方 
    12.   
  
  
  
  12.             func(*args, **kwargs) 
    13.   
  
  
  
  13.         return deco 
    14.   
  
  
  
  14.     return wrapper 
    15.

來執(zhí)行一下

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. xiaoming() 
    2.   
  
  
  
  2. print("------------") 
    3.   
  
  
  
  3. jack() 
    4.

看看輸出結(jié)果。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. 你好! 
    2.   
  
  
  
  2. ------------ 
    3.   
  
  
  
  3. hello. 
    4.

第三種：不帶參數(shù)的類裝飾器

以上都是基于函數(shù)實現(xiàn)的裝飾器，在閱讀別人代碼時，還可以時常發(fā)現(xiàn)還有基于類實現(xiàn)的裝飾器。

基于類裝飾器的實現(xiàn)，必須實現(xiàn) __call__ 和 __init__兩個內(nèi)置函數(shù)。

__init__ ：接收被裝飾函數(shù)

__call__ ：實現(xiàn)裝飾邏輯。

還是以日志打印這個簡單的例子為例

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. class logger(object): 
    2.   
  
  
  
  2.     def __init__(self, func): 
    3.   
  
  
  
  3.         self.func = func 
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5.     def __call__(self, *args, **kwargs): 
    6.   
  
  
  
  6.         print("[INFO]: the function {func}() is running..."\ 
    7.   
  
  
  
  7.             .format(func=self.func.__name__)) 
    8.   
  
  
  
  8.         return self.func(*args, **kwargs) 
    9.   
  
  
  
  9.  
    10.   
  
  
  
  10. @logger 
    11.   
  
  
  
  11. def say(something): 
    12.   
  
  
  
  12.     print("say {}!".format(something)) 
    13.   
  
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  
  14. say("hello") 
    15.

執(zhí)行一下，看看輸出

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [INFO]: the function say() is running... 
    2.   
  
  
  
  2. say hello! 
    3.

第四種：帶參數(shù)的類裝飾器

上面不帶參數(shù)的例子，你發(fā)現(xiàn)沒有，只能打印INFO級別的日志，正常情況下，我們還需要打印DEBUG WARNING等級別的日志。這就需要給類裝飾器傳入?yún)?shù)，給這個函數(shù)指定級別了。

帶參數(shù)和不帶參數(shù)的類裝飾器有很大的不同。

__init__ ：不再接收被裝飾函數(shù)，而是接收傳入?yún)?shù)。

__call__ ：接收被裝飾函數(shù)，實現(xiàn)裝飾邏輯。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. class logger(object): 
    2.   
  
  
  
  2.     def __init__(self, level='INFO'): 
    3.   
  
  
  
  3.         self.level = level 
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5.     def __call__(self, func): # 接受函數(shù) 
    6.   
  
  
  
  6.         def wrapper(*args, **kwargs): 
    7.   
  
  
  
  7.             print("[{level}]: the function {func}() is running..."\ 
    8.   
  
  
  
  8.                 .format(level=self.level, func=func.__name__)) 
    9.   
  
  
  
  9.             func(*args, **kwargs) 
    10.   
  
  
  
  10.         return wrapper  #返回函數(shù) 
    11.   
  
  
  
  11.  
    12.   
  
  
  
  12. @logger(level='WARNING') 
    13.   
  
  
  
  13. def say(something): 
    14.   
  
  
  
  14.     print("say {}!".format(something)) 
    15.   
  
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  
  16. say("hello") 
    17.

我們指定WARNING級別，運行一下，來看看輸出。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [WARNING]: the function say() is running... 
    2.   
  
  
  
  2. say hello! 
    3.

第五種：使用偏函數(shù)與類實現(xiàn)裝飾器

絕大多數(shù)裝飾器都是基于函數(shù)和閉包實現(xiàn)的，但這并非制造裝飾器的唯一方式。

事實上，Python 對某個對象是否能通過裝飾器( @decorator)形式使用只有一個要求：decorator 必須是一個“可被調(diào)用(callable)的對象。

對于這個 callable 對象，我們最熟悉的就是函數(shù)了。

除函數(shù)之外，類也可以是 callable 對象，只要實現(xiàn)了__call__ 函數(shù)(上面幾個例子已經(jīng)接觸過了)。

還有容易被人忽略的偏函數(shù)其實也是 callable 對象。

接下來就來說說，如何使用 類和偏函數(shù)結(jié)合實現(xiàn)一個與眾不同的裝飾器。

如下所示，DelayFunc 是一個實現(xiàn)了 __call__ 的類，delay 返回一個偏函數(shù)，在這里 delay 就可以做為一個裝飾器。(以下代碼摘自 Python工匠：使用裝飾器的小技巧)

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. import time 
    2.   
  
  
  
  2. import functools 
    3.   
  
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  
  4. class DelayFunc: 
    5.   
  
  
  
  5.     def __init__(self,  duration, func): 
    6.   
  
  
  
  6.         self.duration = duration 
    7.   
  
  
  
  7.         self.func = func 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9.     def __call__(self, *args, **kwargs): 
    10.   
  
  
  
  10.         print(f'Wait for {self.duration} seconds...') 
    11.   
  
  
  
  11.         time.sleep(self.duration) 
    12.   
  
  
  
  12.         return self.func(*args, **kwargs) 
    13.   
  
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  
  14.     def eager_call(self, *args, **kwargs): 
    15.   
  
  
  
  15.         print('Call without delay') 
    16.   
  
  
  
  16.         return self.func(*args, **kwargs) 
    17.   
  
  
  
  17.  
    18.   
  
  
  
  18. def delay(duration): 
    19.   
  
  
  
  19.     """ 
    20.   
  
  
  
  20.     裝飾器：推遲某個函數(shù)的執(zhí)行。 
    21.   
  
  
  
  21.     同時提供 .eager_call 方法立即執(zhí)行 
    22.   
  
  
  
  22.     """ 
    23.   
  
  
  
  23.     # 此處為了避免定義額外函數(shù)， 
    24.   
  
  
  
  24.     # 直接使用 functools.partial 幫助構(gòu)造 DelayFunc 實例 
    25.   
  
  
  
  25.     return functools.partial(DelayFunc, duration) 
    26.

我們的業(yè)務(wù)函數(shù)很簡單，就是相加

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. @delay(duration=2) 
    2.   
  
  
  
  2. def add(a, b): 
    3.   
  
  
  
  3.     return a+b 
    4.

來看一下執(zhí)行過程

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. >>> add    # 可見 add 變成了 Delay 的實例 
    2.   
  
  
  
  2. <__main__.DelayFunc object at 0x107bd0be0> 
    3.   
  
  
  
  3. >>>  
    4.   
  
  
  
  4. >>> add(3,5)  # 直接調(diào)用實例，進入 __call__ 
    5.   
  
  
  
  5. Wait for 2 seconds... 
    6.   
  
  
  
  6. 8 
    7.   
  
  
  
  7. >>>  
    8.   
  
  
  
  8. >>> add.func # 實現(xiàn)實例方法 
    9.   
  
  
  
  9.  
    10.

第六種：能裝飾類的裝飾器

用 Python 寫單例模式的時候，常用的有三種寫法。其中一種，是用裝飾器來實現(xiàn)的。

以下便是我自己寫的裝飾器版的單例寫法。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. instances = {} 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. def singleton(cls): 
    4.   
  
  
  
  4.     def get_instance(*args, **kw): 
    5.   
  
  
  
  5.         cls_name = cls.__name__ 
    6.   
  
  
  
  6.         print('===== 1 ====') 
    7.   
  
  
  
  7.         if not cls_name in instances: 
    8.   
  
  
  
  8.             print('===== 2 ====') 
    9.   
  
  
  
  9.             instance = cls(*args, **kw) 
    10.   
  
  
  
  10.             instances[cls_name] = instance 
    11.   
  
  
  
  11.         return instances[cls_name] 
    12.   
  
  
  
  12.     return get_instance 
    13.   
  
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  
  14. @singleton 
    15.   
  
  
  
  15. class User: 
    16.   
  
  
  
  16.     _instance = None 
    17.   
  
  
  
  17.  
    18.   
  
  
  
  18.     def __init__(self, name): 
    19.   
  
  
  
  19.         print('===== 3 ====') 
    20.   
  
  
  
  20.         self.name = name 
    21.

可以看到我們用singleton 這個裝飾函數(shù)來裝飾 User 這個類。裝飾器用在類上，并不是很常見，但只要熟悉裝飾器的實現(xiàn)過程，就不難以實現(xiàn)對類的裝飾。在上面這個例子中，裝飾器就只是實現(xiàn)對類實例的生成的控制而已。

其實例化的過程，你可以參考我這里的調(diào)試過程，加以理解。


當前名稱：惡補了Python裝飾器的六種寫法，你隨便問~
轉(zhuǎn)載來于：http://www.5511xx.com/article/dhsjjcd.html