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  • 浅显易懂的谈一谈python中的装饰器!!

    hello大家好~~我是稀里糊涂林老冷,一天天稀里糊涂的。

    前一段时间学习了装饰器,觉着这东西好高大上哇靠!!哈哈,一定要总结一下,方便以后自己查阅,也希望帮助其他伙伴们共同进步!

    装饰器:

      大家可以这样理解,装饰器是运用闭包的基本原理,对一个目标函数进行装饰。即是在执行一个目标函数之前、之后执行一些特定的事情。

      学习装饰器一定要有闭包的基础知识,如果对闭包不是特别理解的话,可以参考我之前的博文http://www.cnblogs.com/Lin-Yi/p/7305364.html,也可以学习其他大神的博文哦~~~一定要弄明白闭包,要不然装饰器很难理解的。

      不理解的话举个例子:

        工作中,他写了登录功能,我写了注销功能,他写了保存个人信息功能.........你和你的伙伴是一个团队,你们完成各种各样的功能。但是再软件上线的时候呢,技术总监说了,我们要统计每一个功能模块执行耗费的时间,针对耗费时间太多的功能,可能我们要开会商讨进行优化。

        问题来了,我们团队五六个人,每个人写了两三个功能,都要统计执行实现,是不是每个人都要修改自己的代码,在功能模块函数开始的时候取一下时间,结束的时候取一下时间,然后做一个减法。每一个人的每一个功能都去增加这样一些代码,是不是可麻烦了呢!是不是可浪费时间了呢!!那怎么办?? 用装饰器!

        我们只需要编写一个装饰器,用这个装饰器对我们写的所有功能进行装饰,就能达到同一个目的!!哈哈哈,很牛有木有!我们一起看看吧~

    先上一段代码!!!

     1 import time
     2 #装饰器会用到闭包的原理:外函数内部定义了一个内函数,内函数使用外函数的局部变量,并且外函数返回了内函数的引用
     3 #装饰器函数 传入一个我们想对他装饰的目标函数的引用,将在内函数中使用
     4 def decorator( func ):
     5     def inner():
     6         t1 = time.time() # 目标函数开始之前取一下时间
     7         print("登录前的时间是",t1)
     8         # 这个func外部函数传入的参数,也就是我们希望装饰的目标函数的引用
     9         # 这里实际上执行了目标函数,我们想对这个函数进行装饰,所有在它执行之前和之后进行一番操作,具体什么操作看业务逻辑
    10         func()
    11         t2 = time.time() # 目标函数结束之后取一下时间
    12         print("登录后的时间是",t2)
    13         t = t2 - t1 #计算目标函数执行花了多长时间
    14         print("登录花费的时间:",t)
    15     #在外函数结束时候返回内函数的引用
    16     return inner
    17 
    18 # 上面是我们写的装饰器函数,用装饰器函数可以对一个目标函数进行操作!!
    19 '''
    20 下面的 @decorator 就是是使用装饰函数decorator的意思
    21 它实际上执行的是: login = decorator( login )
    22 注意,编程语言都是从右向左来解析执行,这句话实际上会发生的事情是:
    23     1 把目标函数login(是一个变量名,里面存的是目标函数的引用) 传入decorator函数被参数func接收了
    24         这时候func也是目标函数的引用 func和login指向同一个函数对象
    25     2 decorator函数定义了内部函数inner,发现里面会使用到func,
    26         这用到闭包的原理,外函数结束的时候会把func绑定给内函数将来使用
    27     3 外函数结束的时候把自己创建的内函数的引用inner返回给了login接收,
    28         这时候login已经不是原来我们编写的目标函数了,login实际上是一个inner函数的实例对象
    29         再执行login() 的时候实际上执行了inner()的一个对象
    30     4 再执行login() 的时候 实际上执行inner() 
    31         会先执行取时间 打印
    32         之后执行func()才是执行我们的目标函数
    33         最后又取时间 打印结果
    34 '''
    35 @decorator
    36 #下面我们写一个函数模拟是登录功能模块的函数,并且用装饰器进行装饰
    37 def login():
    38     print("用户正在登录!请稍等。。。。")
    39     time.sleep(1)
    40     print("登录成功!欢迎登录!")
    41 
    42 
    43 
    44 if __name__ == '__main__':
    45     #调用login 实际上调用了装饰之后的函数inner的一个对象,inner里的func才是真正的目标函数
    46     login()
    47     '''
    48     执行结果:
    49         登录前的时间是 1502163280.2836263
    50         用户正在登录!请稍等。。。。
    51         登录成功!欢迎登录!
    52         登录后的时间是 1502163281.2895217
    53         登录花费的时间: 1.0058953762054443
    54     '''

    不知道大家有没有看懂这段代码。认真读一读注释的话,我想有闭包基础的伙伴们一定能读懂装饰器。

    总之装饰器很神奇,运用引用之间互相改变,实现了一段很厉害的功能!

     

    但是呢,其实上面的装饰器非常不好。我写这样一个装饰器,只是为了帮助大家理解装饰器的执行过程和实现的结果。

    请大家继续跟着我的思路:

      我们先回顾一下:上面的目标函数login,当使用@decoration的意思是,login = decoration(login),我们把目标函数当作参数传给了decoration,然后decoration返回了一个inner给login。这时候login就已经不再是之前的login了,而是装饰函数里的inner函数的一个实例对象。当我们再执行login() 实际上执行了inner() ,原来的目标函数被装饰器的func保存了,在inner里面决定了什么时候执行func。

      但是问题来了!

      1 如果我们想给这个login目标函数传入参数:当调用login()的时候实际上调用的是inner(),如果我们想给login传参,但是却传参给了inner,inner又没有接收参数,这就会报错!!!

      2 如果我们login函数有返回值,调用login()实际调用了inner(),inner内执行的func()才是执行的目标函数,func执行的时候又没有设置变量接收返回值,这样目标函数的返回值就丢了!!!

    为了让我们的装饰器能够在各种各样的目标函数上使用,不论有没有参数,有没有返回值,我们都不会丢数据也不会报错,我们要对我们的装饰器进行修改,让它变得更加健壮!

    一、通用的装饰器模板:

    上代码! 我们把装饰器函数简化一下,不要他那么复杂。请看下面的装饰器实例:

     1 #装饰器函数 传入目标函数做参数
     2 def decorator( func ):
     3     #实际调用目标函数会发生调用inner,
     4     # 所以我们让inner接收不定参数,我们再把不定参数传给目标函数func
     5     #这样不论我们传入什么参数目标函数都能接收到!!
     6     def inner( *args , **kwargs ):
     7         print("装饰器函数中。。目标函数执行之前的操作!!")
     8         # 我们设置一个变量接收目标函数的返回值,在inner结束的时候再把返回值返回去
     9         # python不同于其他语言,即使我们没有编写func的返回值,也会默认返回None,所以这里不会报错
    10         res = func( *args , **kwargs )
    11         print("装饰器函数中。。目标函数执行之后的操作!!")
    12         return res
    13     return inner
    14 #这样编写的装饰器,在外部看来,我们就可以传入参数给目标函数
    15 # 同时也可以正常接收目标函数返回的参数!!!
    16 
    17 @decorator  #实际上会发生 destination = decorator( destination )
    18             # 把目标函数传入装饰器函数返回了inner给destination
    19             # 此后我们再调用destination 实际上调用了inner函数的一个对象
    20 def destination( a ):
    21     print( "目标函数接受到参数:%s"%a )
    22     return "目标函数的返回值%s"%a
    23 
    24 if __name__ == '__main__':
    25     # 这里实际上调用了inner函数的对象,我们传入参数和接收返回值都没有问题了!
    26     res = destination(10)
    27     # 打印一下返回值!
    28     print(res)
    29     '''
    30     执行结果:
    31         装饰器函数中。。目标函数执行之前的操作!!
    32         目标函数接受到参数:10
    33         装饰器函数中。。目标函数执行之后的操作!!
    34         目标函数的返回值10
    35     '''

    以上这个装饰器,实际上就可以作为一个通用版本的装饰器来使用了,它基本可以为各种各样的函数进行装饰。

      我们传入目标函数的参数 在inner中设置不定参数去接收,又传给了func

      func的返回值我们设置了变量res去接,又在inner结束时候返回了res

    这样从外部看来,调用destination 只是单纯的被包装,并不知道里面这么复杂。

     

    ok啦!!到这里呢,装饰器基本就介绍完了,下面来一点拓展!

    二、多层装饰器嵌套:

     1 #多层装饰器的嵌套
     2 
     3 #外层装饰器函数
     4 def decorator_out(func ):
     5     def inner( *args , **kwargs ):
     6         print("外装饰器前置操作。。。。。。。。。")
     7         res = func( *args , **kwargs)
     8         print("外装饰器后置操作..............")
     9         return res
    10     return inner
    11 
    12 #内层装饰器函数
    13 def decorator_in( func ):
    14     def inner( *args , **kwargs ):
    15         print("内装饰器前置操作。。。。。。。。。")
    16         res = func( *args , **kwargs)
    17         print("内装饰器后置操作..............")
    18         return res
    19     return inner
    20 
    21 #目标函数被两个装饰器装饰
    22 '''
    23 这里实际上会发生的情况是 login = decorator_out( decorator_in( destination )   )
    24 先in装饰器装饰目标函数之后,把inner返回给destination,
    25 然后 out装饰器 再对新的destination进行装饰,out里的func 存了 in装饰器装饰过的destination函数
    26     又把inner返回给destination
    27 
    28 这时候再执行目标函数destination() 实际上
    29     1 执行out装饰器的inner() 执行到func的时候 执行in装饰器的inner
    30     2 在内装饰器inner中执行func才是原来的目标函数
    31     3 目标函数执行完跳出到in装饰器的inner
    32     4 in装饰器函数inner执行完 相当于out装饰器的func执行完 跳到out装饰器的inner中
    33     5 out装饰器执行结束,全部过程结束
    34 
    35 '''
    36 @decorator_out
    37 @decorator_in
    38 def destination():
    39     print("目标函数!")
    40 
    41 if __name__ == '__main__':
    42     destination()
    43     '''
    44     执行结果:
    45         外装饰器前置操作。。。。。。。。。
    46         内装饰器前置操作。。。。。。。。。
    47         目标函数!
    48         内装饰器后置操作..............
    49         外装饰器后置操作..............
    50     '''

    当多层装饰器嵌套的时候,实际上先内层装饰器装饰目标函数

    外层装饰器会对内层装饰器装饰的结果进行再装饰

     

    不太好理解呀!!我很害怕好伙伴们理解不了我想表达的事情。如果是在不理解,不妨敲一敲代码,看一看注释,也许就懂了!!我也是懵懵懂懂学过来的~

     

    三、可选择装饰器:

    接下来我们再对装饰器来一个功能!

      团队中一个人写了装饰器,大家一块用,之前的代码中,我写的装饰器,都是对目标函数执行之前和之后都有一些操作。如果某一个功能不需要之前或者之后的操作,只需要一个操作怎么办??

      这时候用到三层闭包嵌套。我们来一段代码理解一下

     1 #我们传入一个flag决定是不是要执行目标函数之后的操作
     2 def flagOperation( flag ):
     3     def decorator(func):
     4         def inner(*args , **kwargs):
     5             print("装饰器前置操作。。。。。。。。")
     6             res = func(*args , **kwargs)
     7             if flag :   #如果传入flag是真则执行后置操作 否则不执行
     8                 print("我是后置操作")
     9             return res
    10         return inner
    11     return decorator
    12 
    13 
    14 
    15 '''
    16 @flagOperation(True) 这里实际上先执行了flagOperation(True) ,返回了decorator装饰器,
    17     并且把flag的值是True绑定给了他
    18     这时候用带着flag的decorator 对目标函数进行装饰
    19     相当于@decorator  带着一个flag
    20 '''
    21 @flagOperation(True)
    22 def destination():
    23     print("目标函数!")
    24 
    25 @flagOperation(False)
    26 def desti2():
    27     print("目标函数2")
    28 
    29 if __name__ == '__main__':
    30     destination()
    31     '''
    32     结果:
    33         装饰器前置操作。。。。。。。。
    34         目标函数!
    35         我是后置操作
    36     '''
    37     desti2()
    38     '''
    39     结果:
    40         装饰器前置操作。。。。。。。。
    41         目标函数2
    42     '''

     

    ok啦,到目前位置,已经探讨了好多种牛逼的装饰器了,他们功能非常强大。学习要站在巨人的肩膀上,我么能完成更加厉害的功能。

    对于理解有困难的好伙伴,只要努力的把我分享的 通用的装饰就可以了 其他可以不用理解。

     

    四、类实现装饰器

    如果对一个类名后跟() , 实际上会调用类内的__call__方法,所以我们把装饰器的逻辑写到__call__ 方法里就可以!

     1 #类装配期
     2 class Decorator(object):
     3     def __init__(self,func):
     4         self.func = func
     5     def __call__(self):
     6         print("类装饰器前操作")
     7         self.func()
     8         print("类装饰器后操作")
     9 
    10 
    11 
    12 @Decorator
    13 def login():
    14     print("login now")
    15 
    16 if __name__ == '__main__':
    17     login()

    不装饰器到这里还有一些小问题没有解决。

    目标函数是一个函数对象,它里面有自己的魔法属性 函数名__name__ 、说明文档__doc__等等。

    如果我们目标函数被装饰器装饰之后,我们再调用 目标函数 destination.__name__ 会发现 本来 我们本来想要的 destination这个名字 打印出来确是 inner

      这种情况确实不出乎意料,因为destination被装饰之后确实存的就是inner了,我们对destination的操作实际上都是对inner的操作

    但是这带来了使用的不一致性。我们如果能把本来目标函数各种方法覆盖给inner函数就好了!

    当然这是能实现的,我们可以用functools 包里的工具来实现。这里就不探讨了,再后续的博文中,我会再发表我学习functool模块的一些常用工具!

     

    希望大家有所收获,我们共同进步!

    欢迎其他朋友批评指正!

     

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