深入了解python裝飾器

更新時(shí)間：2022年03月02日 10:13:31 作者：xiaotanggao

這篇文章主要介紹了解python裝飾器，裝飾器定義一個(gè)為其他函數(shù)添加功能的函數(shù)，裝飾器就是在不修改裝飾對(duì)象源代碼以及調(diào)用方式的前提下，為裝飾對(duì)象添加新功能，下面和小編一起進(jìn)入文章內(nèi)容了解更多知識(shí),需要的朋友可以參考一下

一、裝飾器

1.相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

*args：負(fù)責(zé)將多余的位置實(shí)參匯總，賦值給args
**kwargs：負(fù)責(zé)將多余的關(guān)鍵字實(shí)參匯總，賦值給kwargs

命名空間與作用域

函數(shù)對(duì)象：

可以把函數(shù)當(dāng)成參數(shù)傳入
可以把函數(shù)當(dāng)做返回值返回

函數(shù)的嵌套定義：在函數(shù)內(nèi)定義函數(shù)

閉包函數(shù)：父函數(shù)的返回值為一個(gè)函數(shù)，被返回的函數(shù)調(diào)用了父函數(shù)的局部變量，且該函數(shù)可以在父函數(shù)外部執(zhí)行

裝飾器：

裝飾器：定義一個(gè)為其他函數(shù)添加功能的函數(shù)

為什么要使用裝飾器？

開放封閉原則：開放擴(kuò)展功能但封閉源代碼的修改
裝飾器就是在不修改裝飾對(duì)象源代碼以及調(diào)用方式的前提下，為裝飾對(duì)象添加新功能

裝飾器實(shí)現(xiàn)：

需求：不修改源代碼，計(jì)算代碼執(zhí)行時(shí)間

源代碼：

import time
def func0(x):
? ? time.sleep(1)
? ? print(x)
func0(0)

# 方案一：實(shí)現(xiàn)了計(jì)算代碼執(zhí)行時(shí)間的功能，但修改了源代碼，不符合要求
def func1(x):
? ? start = time.time()
? ? time.sleep(1)
? ? print(x)
? ? end = time.time()
? ? print('方案一 運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
func1(1)

# 方案二：滿足要求，但代碼不具備重用性
start = time.time()
func0(2)
end = time.time()
print('方案二 運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))

# 方案三：將方案二封裝為函數(shù)，但修改了函數(shù)的調(diào)用方式，不符合要求
def wrapper():
? ? start = time.time()
? ? func0(3)
? ? end = time.time()
? ? print('方案三 運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
wrapper()

# 方案四：不修改原函數(shù)的調(diào)用方式
def wrapper(x):
? ? start = time.time()
? ? func0(x)
? ? end = time.time()
? ? print('方案四 運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
wrapper(4)

# 方案五：方案四參數(shù)被寫死，優(yōu)化方案四
def wrapper(*args, **kwargs):
? ? start = time.time()
? ? func0(*args, **kwargs)
? ? end = time.time()
? ? print('方案五 運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
wrapper(5)

# 方案六：方案五函數(shù)被寫死，優(yōu)化方案五，但修改了源代碼的調(diào)用方式
def outter(a):
? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? a(*args, **kwargs)
? ? ? ? end = time.time()
? ? ? ? print('方案六 運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
? ? return wrapper
f = outter(func0)
f(6)

# 方案七：優(yōu)化方案六(outter即為裝飾器，用于裝飾func0)
def outter(a):
? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? a(*args, **kwargs)
? ? ? ? end = time.time()
? ? ? ? print('方案七 運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
? ? return wrapper
func0 = outter(func0)?? ?# 偷梁換柱，調(diào)用者無(wú)感知
func0(7)

運(yùn)行結(jié)果：

0
1
方案一運(yùn)行時(shí)間：1.001857042312622
2
方案二運(yùn)行時(shí)間：1.0040733814239502
3
方案三運(yùn)行時(shí)間：1.0017154216766357
4
方案四運(yùn)行時(shí)間：1.007995367050171
5
方案五運(yùn)行時(shí)間：1.0145602226257324
6
方案六運(yùn)行時(shí)間：1.0046615600585938
7
方案七運(yùn)行時(shí)間：1.0094060897827148

2.語(yǔ)法糖

使用語(yǔ)法糖，需要將裝飾器放到被裝飾對(duì)象前

# 不使用語(yǔ)法糖
import time
def func0(x):
? ? time.sleep(1)
? ? print(x)
# func0(0)

def outter(a):
? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? a(*args, **kwargs)
? ? ? ? end = time.time()
? ? ? ? print('運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
? ? return wrapper
func0 = outter(func0)
func0('hello')

# 使用語(yǔ)法糖
import time

def outter(a):
? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? a(*args, **kwargs)
? ? ? ? end = time.time()
? ? ? ? print('運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
? ? return wrapper

@outter # 語(yǔ)法糖，等價(jià)于該行func0 = outter(func0)
def func0(x):
? ? time.sleep(1)
? ? print(x)

func0('hello')
print(func0.__name__)?

運(yùn)行結(jié)果：

hello
運(yùn)行時(shí)間：1.0050427913665771
wrapper

3.裝飾器模板

?# 裝飾器模板
?def decorator_name(x):
? ? ?def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? ?# ...新添加的功能...
? ? ? ? ?# 下為調(diào)用原函數(shù)的格式
? ? ? ? ?x(*args, **kwargs)
? ? ?return wrapper

@decorator_name
?def func_name():
? ? ?pass

擴(kuò)展：真正實(shí)現(xiàn)偷梁換柱，調(diào)用者無(wú)感知

不使用裝飾器

?# 不使用裝飾器
import time


def func0(x):
? ? time.sleep(1)
? ? print(x)

func0('hello')
print(func0.__name__) # 查看函數(shù)名?
print(help(func0)) # 查看幫助信息（主要為注釋內(nèi)容）

運(yùn)行結(jié)果：

hello
func0
Help on function func0 in module main:

func0(x)
這是函數(shù)

None

使用裝飾器：

import time

def outter(a):
? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? '''這是裝飾器'''
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? a(*args, **kwargs)
? ? ? ? end = time.time()
? ? ? ? print('運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
? ? return wrapper

@outter # func0 = outter(func0)
def func0(x):
? ? '''這是函數(shù)'''
? ? time.sleep(1)
? ? print(x)

func0('hello')
print(func0.__name__)
print(help(func0))

運(yùn)行結(jié)果：

hello
運(yùn)行時(shí)間：1.011878490447998
wrapper
Help on function wrapper in module main:

wrapper(*args, **kwargs)
這是裝飾器

None

嘔吼，露餡了

解決方法，將原函數(shù)的屬性和方法，賦值給裝飾器內(nèi)的wrapper

import time

def outter(a):
? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? '''這是裝飾器'''
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? a(*args, **kwargs)
? ? ? ? end = time.time()
? ? ? ? print('運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
? ? wrapper.__name__ = a.__name__
? ? wrapper.__doc__ = a.__doc__
? ? return wrapper

@outter # func0 = outter(func0)
def func0(x):
? ? '''這是函數(shù)'''
? ? time.sleep(1)
? ? print(x)

func0('hello')
print(func0.__name__)
print(help(func0))

運(yùn)行結(jié)果：

hello
運(yùn)行時(shí)間：1.0030155181884766
func0
Help on function func0 in module main:

func0(*args, **kwargs)
這是函數(shù)

None

但是，函數(shù)有很多屬性和方法，一個(gè)一個(gè)手動(dòng)修改過(guò)于麻煩，甚至可能會(huì)遺漏，但python也提供了解決方法

import time
from functools import wraps

def outter(a):
? ? @wraps(a)
? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? '''這是裝飾器'''
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? a(*args, **kwargs)
? ? ? ? end = time.time()
? ? ? ? print('運(yùn)行時(shí)間：{}'.format(end - start))
? ? # wrapper.__name__ = a.__name__
? ? # wrapper.__doc__ = a.__doc__
? ? return wrapper

@outter # func0 = outter(func0)
def func0(x):
? ? '''這是函數(shù)'''
? ? time.sleep(1)
? ? print(x)

func0('hello')
print(func0.__name__)
print(help(func0))

運(yùn)行結(jié)果：

hello
運(yùn)行時(shí)間：1.0114128589630127
func0
Help on function func0 in module main:

func0(x)
這是函數(shù)

None

4.有參裝飾器

裝飾器內(nèi)需要傳入?yún)?shù)，但是由于語(yǔ)法糖的限制，裝飾器只能有一個(gè)參數(shù)，并且該參數(shù)僅用來(lái)接收被裝飾對(duì)象的內(nèi)存地址，如何傳入其他參數(shù)？
解決思路：將裝飾器做成閉包函數(shù)

def outter(db_type):
? ? # 裝飾器auth
? ? def auth(x):
? ? ? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? ? ? if db_type == 'file':
? ? ? ? ? ? ? ? name = input('請(qǐng)輸入姓名：')
? ? ? ? ? ? ? ? passwd = input('請(qǐng)輸入密碼：')
? ? ? ? ? ? ? ? if name == 'zhangsan' and passwd == '123':
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x(*args, **kwargs)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? print('基于文件認(rèn)證')
? ? ? ? ? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? print('用戶名或密碼錯(cuò)誤，認(rèn)證失敗')
? ? ? ? ? ? elif db_type == 'mysql':
? ? ? ? ? ? ? ? x(*args, **kwargs)
? ? ? ? ? ? ? ? print('基于數(shù)據(jù)庫(kù)認(rèn)證')
? ? ? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? ? ? print('未知認(rèn)證方式，不支持')
? ? ? ? return wrapper
? ? return auth

# 函數(shù)
auth = outter(db_type='file')
@auth
def file():
? ? print('hello')


auth = outter(db_type='mysql')
@auth
def mysql():
? ? print('world')

msg = input('請(qǐng)選擇認(rèn)證方式（1=file|2=mysql）：').strip()
if msg =='1':
? ? file()
elif msg == '2':
? ? mysql()
else:
? ? print('不支持')

將傳入的參數(shù)寫入語(yǔ)法糖

def outter(db_type):
? ? # 裝飾器auth
? ? def auth(x):
? ? ? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? ? ? if db_type == 'file':
? ? ? ? ? ? ? ? name = input('請(qǐng)輸入姓名：')
? ? ? ? ? ? ? ? passwd = input('請(qǐng)輸入密碼：')
? ? ? ? ? ? ? ? if name == 'zhangsan' and passwd == '123':
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x(*args, **kwargs)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? print('基于文件認(rèn)證')
? ? ? ? ? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? print('用戶名或密碼錯(cuò)誤，認(rèn)證失敗')
? ? ? ? ? ? elif db_type == 'mysql':
? ? ? ? ? ? ? ? x(*args, **kwargs)
? ? ? ? ? ? ? ? print('基于數(shù)據(jù)庫(kù)認(rèn)證')
? ? ? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? ? ? print('未知認(rèn)證方式，不支持')
? ? ? ? return wrapper
? ? return auth

# 函數(shù)
# auth = outter(db_type='file')
# @auth
@outter(db_type='file')
def file():
? ? print('hello')

# auth = outter(db_type='mysql')
# @auth
@outter(db_type='mysql')
def mysql():
? ? print('world')

msg = input('請(qǐng)選擇認(rèn)證方式（1=file|2=mysql）：').strip()
if msg =='1':
? ? file()
elif msg == '2':
? ? mysql()
else:
? ? print('不支持')

模板

# 有參裝飾器模板
def out_decorator_name(x,y,z):
? ? def decorator_name(a):
? ? ? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? ? ? # ...新添加的功能...
? ? ? ? ? ? # 下為調(diào)用原函數(shù)的格式
? ? ? ? ? ? a(*args, **kwargs)
? ? ? ? return wrapper
? ? return decorator_name

@out_decorator_name(x,y,z=1)
def func_name():
? ? ?pass

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