前言

本文將帶你學(xué)習(xí)裝飾器在 Python 中的工作原理，如果在函數(shù)和類中使用裝飾器，如何利用裝飾器避免代碼重復(fù)（DRY 原則，Don’t Repeat Yourself ）。

Python 中的裝飾器是什么

裝飾器在 Python中是一個(gè)非常強(qiáng)大和有用的工具，因?yàn)樗试S程序員修改函數(shù)或類的行為。裝飾器允許我們包裝另一個(gè)函數(shù)，以擴(kuò)展包裝函數(shù)的行為，而無(wú)需修改基礎(chǔ)函數(shù)定義。這也被稱為元編程，因?yàn)槌绦虮旧碓诔绦蜻\(yùn)行時(shí)會(huì)嘗試修改自身的另一部分。

裝飾器是?語(yǔ)法糖： ?在代碼中利用更簡(jiǎn)潔流暢的語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的功能。

我們知道，Python 一切皆對(duì)象。這意味著 Python 中的函數(shù)可以用作參數(shù)或作為參數(shù)傳遞。一等函數(shù)的屬性：

• 函數(shù)是 Object 類型的實(shí)例。
• 可以將函數(shù)存儲(chǔ)在變量中。
• 可以將該函數(shù)作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù)。
• 可以從函數(shù)中返回函數(shù)。
• 可以將它們存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，例如哈希表，列表等。

讓我們看一個(gè)這樣的例子。

def hello():
    print('Welcome to Python Decorator!')
another_hello = hello()
another_hello
# Welcome to Python Decorator!

定義了一個(gè) ??hello()?? 函數(shù)，然后將 hello 函數(shù)分配給 another_hello 變量，然后調(diào)用這個(gè)變量，得到的結(jié)果是 hello 函數(shù)被執(zhí)行。

既然 Python 中的函數(shù)是對(duì)象，那么除了可以簡(jiǎn)單的調(diào)用之外，就可以把函數(shù)作為對(duì)象傳遞給另一個(gè)函數(shù)。

def print_welcome():
    print('Welcome to Python Decorator!')
def print_hello(func):
    def inner():
        print('Hello!')
        func()
    return inner
decorated = print_hello(print_welcome)
decorated()
# Hello!
# Welcome to Python Decorator!

語(yǔ)法糖

但是，上面的代碼使用了內(nèi)部函數(shù)我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單地用裝飾器函數(shù) ??print_hello()??? 來(lái)裝飾 ??print_welcome()?? 函數(shù)。

裝飾器可以簡(jiǎn)化我們的操作。功能完全一樣，但它的代碼更簡(jiǎn)潔。即通過(guò) ??@?? 符號(hào)簡(jiǎn)化裝飾器的使用，如下所示：

def print_hello(func):
    def inner():
        print('Hello!')
        func()
    return inner
@print_hello
def print_welcome():
    print('Welcome to Python Decorator!')
print_welcome()
# Hello!
# Welcome to Python Decorator!

通過(guò)這樣做，我們能夠消除將一個(gè)函數(shù)顯式傳遞到另一個(gè)函數(shù)中的使用。Python 裝飾器隱式處理這一點(diǎn)。

使用 Python 裝飾器修改函數(shù)行為

使用 Python 裝飾器對(duì)函數(shù)進(jìn)行計(jì)時(shí)

為了演示它們的實(shí)用性，讓我們構(gòu)建一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)采用另一個(gè)函數(shù)并對(duì)其執(zhí)行進(jìn)行計(jì)時(shí)。在這里，使用裝飾器的好處是它允許我們遵循 DRY 編程原則。

裝飾器可用于測(cè)量函數(shù)執(zhí)行所需的時(shí)間。 如果你定義一個(gè)簡(jiǎn)單的睡眠函數(shù)，以計(jì)算該函數(shù)的運(yùn)行時(shí)。

import time
def timeit(func):
    def timed():
        start = time.time()
        result = func()
        end = time.time()
        print(f'Program took {(end - start) * 1000}s to run')
        return result
    return timed
@timeit
def print_welcome():
    print('Welcome to Python Decorator!')
print_welcome()
# Welcome to Python Decorator!
# Program took 0.0s to run

分析一下上面的代碼：

• 定義了一個(gè)函數(shù) ??timeit()?? 接受另一個(gè)函數(shù)
• 該函數(shù)還有另一個(gè)內(nèi)部函數(shù) ??timed()??
• 函數(shù)跟蹤開(kāi)始時(shí)間，執(zhí)行修飾函數(shù)，跟蹤結(jié)束時(shí)間，計(jì)算差值并返回結(jié)果
• 最后，外層函數(shù)返回內(nèi)層函數(shù)

當(dāng)我們將此裝飾器函數(shù)應(yīng)用于我們的函數(shù) ??print_welcome()?? 時(shí)，首先會(huì)返回歡迎問(wèn)候語(yǔ)，然后顯示執(zhí)行時(shí)間。

使用 Python 裝飾器將有用信息記錄到終端

與上面的例子類似，我們可以在程序運(yùn)行時(shí)使用裝飾器將有用的信息打印到終端。例如，我們可能想知道正在運(yùn)行哪個(gè)函數(shù)以及當(dāng)前時(shí)間。也可以使用裝飾器傳遞到日志文件:

from datetime import datetime
def log_info(func):
    def inner():
        print(f'Starting run at {datetime.now()}')
        print(f'Running {func.__name__}')
        func()
    return inner
@log_info
def print_welcome():
    print('Welcome to Python Decorator!')
print_welcome()
# Starting run at 2022-03-27 23:26:38.473310
# Running print_welcome
# Welcome to Python Decorator!

在上面的示例中，在運(yùn)行函數(shù)之前，我們的裝飾器打印當(dāng)前日期和時(shí)間以及將要運(yùn)行的函數(shù)的名稱。如果您正在運(yùn)行較長(zhǎng)的腳本，并且只是想知道程序的位置，這可能很有用。

Web app 中使用的裝飾器

讓我們以 Web 應(yīng)用程序的用例為例。當(dāng)您在 Flask 中構(gòu)建 Web 應(yīng)用程序時(shí)，您總是會(huì)編寫 url 路由。 每條路線都是 Web 應(yīng)用程序中的特定頁(yè)面。 打開(kāi)頁(yè)面 ??/about??? 可能會(huì)調(diào)用 ??about_page() ??方法。

@app.route("/about")
def about_page():
  return "Website about nachos"

將參數(shù)傳遞給 Python 裝飾器

到目前為止，您已經(jīng)學(xué)習(xí)了如何創(chuàng)建一些有用的 Python 裝飾器。然而，這些裝飾器都沒(méi)有傳入?yún)?shù)。在本節(jié)中，您將學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建接受參數(shù)的 Python 裝飾器。

為此，我們將允許在 Python 語(yǔ)法魔術(shù)解壓縮。使用 ??func_name(*args，**kwargs)??，它將解壓縮所有參數(shù)和所有關(guān)鍵字參數(shù)。通過(guò)在裝飾器中使用它，可以確保裝飾器將接受任意數(shù)量的參數(shù)或關(guān)鍵字參數(shù)。這使得它們?cè)谥貜?fù)使用時(shí)更加實(shí)用。

def print_function_name(func):
    def inner(*args, **kwargs):
        print(f'Running {func.__name__}...')
        return func(*args, **kwargs)
    return inner
@print_function_name
def add_nums(a, b):
    print(a + b)
add_nums(1, 2)
# Running add_nums...
# 3

上述方法的美妙之處在于它同時(shí)接受位置和關(guān)鍵字參數(shù)。因此，即使我們以以下任何格式執(zhí)行該函數(shù)，該函數(shù)也將運(yùn)行：

• ??add_nums(1024, 2020)??
• ??add_nums(1024, b = 2021)??
• ??add_nums(a = 1024, b = 2222)??

使用多個(gè) Python 裝飾器

關(guān)于 Python 裝飾器的一個(gè)有趣的方式是：可以同時(shí)使用多個(gè)裝飾器。這意味著您可以將多個(gè)裝飾器應(yīng)用于單個(gè)函數(shù)。為了理解這一點(diǎn)，來(lái)看一個(gè)例子：

def one(func):
    def inner(*args, **kwargs):
        print('1')
        return func(*args, **kwargs)
    return inner
def two(func):
    def inner(*args, **kwargs):
        print('2')
        return func(*args, **kwargs)
    return inner
@one
@two
def speak(text):
    print(text)
speak('Hello')
# 1
# 2
# Hello

我們的裝飾器函數(shù)所做的唯一事情就是打印出數(shù)字 1 和數(shù)字 2。通過(guò)將裝飾器 ??@one??? 放在 ??@two??? 之前，您可以將 ??two()???包裝的函數(shù)包裝為 ??one()??。為了說(shuō)明這一點(diǎn)，您可以切換順序以查看如何修改行為：

# Changing decorator order
@two
@one
def speak(text):
    print(text)
speak('Hello')
# 2
# 1
# Hello

通過(guò)首先放置 ??@two?? 裝飾器，該函數(shù)成為最外層的函數(shù)。

總結(jié)

在本文中，我們先了解了什么是 Python 裝飾器，它代表元編程的語(yǔ)法糖。 Python 裝飾器允許我們修改函數(shù)行為并允許我們以不同的方式擴(kuò)展函數(shù)。

接著了解裝飾器是什么以及如何使用它們。學(xué)習(xí)了如何允許將參數(shù)傳遞給 Python 裝飾器，學(xué)習(xí)了幾個(gè)常見(jiàn)的裝飾器有用的工具。最后，如何使用多個(gè)裝飾器以及裝飾器的先后順序。

參考文章：

• ??Primer on Python Decorators – Real Python??
• ??Python Decorators Introduction - Python Tutorial (pythonbasics.org)?

到此這篇關(guān)于Python中裝飾器的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python裝飾器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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