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Python 使用類寫裝飾器的小技巧

 更新時間：2018年09月30日 10:40:10   投稿：mrr  
裝飾器是一個返回函數(shù)的函數(shù)。寫一個裝飾器，除了最常見的在函數(shù)中定義函數(shù)以外，Python還允許使用類來定義一個裝飾器。這篇文章給大家分享Python 使用類寫裝飾器的小技巧，一起看看吧

最近學(xué)到了一個有趣的裝飾器寫法，就記錄一下。

裝飾器是一個返回函數(shù)的函數(shù)。寫一個裝飾器，除了最常見的在函數(shù)中定義函數(shù)以外，Python還允許使用類來定義一個裝飾器。

1、用類寫裝飾器

下面用常見的寫法實現(xiàn)了一個緩存裝飾器。

def cache(func):
  data = {}
  def wrapper(*args, **kwargs):
    key = f'{func.__name__}-{str(args)}-{str(kwargs)})'
    if key in data:
      result = data.get(key)
      print('cached')
    else:
      result = func(*args, **kwargs)
      data[key] = result
      print('calculated')
    return result
  return wrapper

看看緩存的效果。

@cache
def rectangle_area(length, width):
  return length * width
rectangle_area(2, 3)
# calculated
# 6
rectangle_area(2, 3)
# cached
# 6

裝飾器的@cache是一個語法糖，相當(dāng)于func = cache(func)，如果這里的cache不是一個函數(shù)，而是一個類又會怎樣呢？定義一個類class Cache， 那么調(diào)用func = Cache(func)會得到一個對象，這時返回的func其實是Cache的對象。定義__call__方法可以將類的實例變成可調(diào)用對象，可以像調(diào)用函數(shù)一樣調(diào)用對象。然后在__call__方法里調(diào)用原本的func函數(shù)就能實現(xiàn)裝飾器了。所以Cache類也能當(dāng)作裝飾器使用，并且能以@Cache的形式使用。

接下來把cache函數(shù)改寫為Cache類：

class Cache:
  def __init__(self, func):
    self.func = func
    self.data = {}
  def __call__(self, *args, **kwargs):
    func = self.func
    data = self.data
    key = f'{func.__name__}-{str(args)}-{str(kwargs)})'
    if key in data:
      result = data.get(key)
      print('cached')
    else:
      result = func(*args, **kwargs)
      data[key] = result
      print('calculated')
    return result

再看看緩存結(jié)果，效果一樣。

@Cache
def rectangle_area(length, width):
  return length * width
rectangle_area(2, 3)
# calculated
# 6
rectangle_area(2, 3)
# cached
# 6

2、裝飾類的方法

裝飾器不止能裝飾函數(shù)，也經(jīng)常用來裝飾類的方法，但是我發(fā)現(xiàn)用類寫的裝飾器不能直接用在裝飾類的方法上。（有點繞…）

先看看函數(shù)寫的裝飾器如何裝飾類的方法。

class Rectangle:
  def __init__(self, length, width):
    self.length = length
    self.width = width
  @cache
  def area(self):
    return self.length * self.width
r = Rectangle(2, 3)
r.area()
# calculated
# 6
r.area()
# cached
# 6

但是如果直接換成Cache類會報錯，這個錯誤的原因是area被裝飾后變成了類的一個屬性，而不是方法。

class Rectangle:
  def __init__(self, length, width):
    self.length = length
    self.width = width
  @Cache
  def area(self):
    return self.length * self.width
r = Rectangle(2, 3)
r.area()
# TypeError: area() missing 1 required positional argument: 'self'
Rectangle.area
# <__main__.Cache object at 0x0000012D8E7A6D30>
r.area
# <__main__.Cache object at 0x0000012D8E7A6D30>

回頭再來看看沒有裝飾器的情況，Python在實例化對象后把函數(shù)變成了方法。

class Rectangle:
  def __init__(self, length, width):
    self.length = length
    self.width = width

  def area(self):
    return self.length * self.width

Rectangle.area
# <function Rectangle.area at 0x0000012D8E7B28C8>
r = Rectangle(2, 3)
r.area
# <bound method Rectangle.area of <__main__.Rectangle object

因此解決辦法很簡單，要用類寫的裝飾器來裝飾類的方法，只需要把可調(diào)用對象包裝成函數(shù)就行。

# 定義一個簡單的裝飾器，什么也不做，僅僅是把可調(diào)用對象包裝成函數(shù)
def method(call):
  def wrapper(*args, **kwargs):
    return call(*args, **kwargs)
  return wrapper
class Rectangle:
  def __init__(self, length, width):
    self.length = length
    self.width = width
  @method
  @Cache
  def area(self):
    return self.length * self.width
r = Rectangle(2, 3)
r.area()
# calculated
# 6
r.area()
# cached
# 6

或者用@property還能直接把方法變成屬性。

class Rectangle:
  def __init__(self, length, width):
    self.length = length
    self.width = width
  @property
  @Cache
  def area(self):
    return self.length * self.width
r = Rectangle(2, 3)
r.area
# calculated
# 6
r.area
# cached
# 6

總結(jié)

用類寫裝飾器并非什么特別的技巧，一般情況下確實沒必要這么寫，不過這樣就可以用一些類的特性來寫裝飾器，比如類的繼承，也算是提供了另一種思路吧。

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