python函数 | 装饰器详解

装饰器(Decorators)是 Python 的一个重要部分。简单地说:他们是修改其他函数的功能的函数。他们有助于让我们的代码更简短,也更Pythonic(Python范儿)。在程序开发中经常使用到的功能，合理使用装饰器，能让我们的程序如虎添翼。

一、 函数名应用

函数名是什么？函数名是函数的名字，本质：变量，特殊的变量。

（1）函数名就是函数的内存地址，直接打印函数名，就是打印内存地址

def func1():
    print(123)
print(func1) 　　　　　　　　# <function func1 at 0x0000029042E02E18>

（2）函数名可以作为变量

def func1():
    print(111)

f = func1
f()       　　　　　　　　　　# f() 就是func1()  

（3）函数名可以作为函数的参数

def func1():
    print(111)

def func2(x):
    x()

func2(func1) 　　　　　　　　#func1作为func2的参数 

（4）函数名可以作为函数的返回值

def wrapper():
    def inner():
        print('inner')
    return inner
f = wrapper()
f()

（5）函数名可以作为容器类类型的元素

使用for循环批量执行函数
def func1():
    print('func1')
def func2():
    print('func2')
def func3():
    print('func3')

l1 = [func1,func2,func3]
for i in l1:
    i()

像上面函数名这种，叫做第一类对象。

 

第一类对象( first-class object)指：

• 1.可在运行期创建
• 2.可用作函数参数或返回值
• 3.可存入变量的实体

*不明白？那就记住一句话，就当普通变量用

 

二、闭包

1、闭包函数：内部函数包含对外部作用域而非全局作用域变量的引用，该内部函数称为闭包函数

2、闭包的作用：爬虫、装饰器

　　当程序执行遇到函数执行时，会在内存空间开辟局部命名空间，当函数执行完毕，该命名空间会被销毁。但是如果这个函数内部形成闭包，则该内存空间不会随着函数执行完而消失。

3、如何判断是否是闭包：print(函数名.__closure__) 结果是cell说明是闭包，结果是None说明不是闭包。

 

闭包举例

def wrapper():
    name = 'summer'
    def inner():
        print(name)
    inner()

wrapper()     # summer

如何判断它是否是一个闭包函数呢？ 内层函数名.__closure__  cell 就是=闭包

例1.

def wrapper():
    name = 'summer'
    def inner():
        print(name)
    inner()
    print(inner.__closure__)

wrapper()   

执行输出：
summer
(<cell at 0x0000017FC9C90B58: str object at 0x0000017FCA349AD0>,)

例2.

name = 'summer'
def wrapper():
    def inner():
        print(name)
    inner()
    print(inner.__closure__)

wrapper() 

结果输出：
summer
None

返回值为None 表示它不是闭包，因为name是一个全局变量，如果函数调用了外层变量而非全局变量，那么它就是闭包。

例3.

name = 'summer'
def wrapper2():
    name1 = 'spring'
    def inner():
        print(name)
        print(name1)
    inner()
    print(inner.__closure__)

wrapper2()

结果输出：
summer
spring
(<cell at 0x030B7310: str object at 0x03043680>,)

只要引用了外层变量至少一次，非全局的，它就是闭包

例4：判断下面的函数，是一个闭包吗？******

name = 'summer'
def wraaper2(n):　　　　　　　　#相当于n = 'summer' 
　　def inner():
        print(n)
    inner()
    print(inner.__closure__)  

wraaper2(name)

结果输出：
summer
(<cell at 0x03867350: str object at 0x037F3680>,)

它也是一个闭包. 虽然wraaper2传了一个全局变量，但是在函数wraaper2内部，inner引用了外层变量，相当于在函数inner外层定义了 n = 'summer'，所以inner是一个闭包函数

 

闭包的好处：当函数开始执行时，如果遇到了闭包，他有一个机制，他会永远开辟一个内存空间，将闭包中的变量等值放入其中，不会随着函数的执行完毕而消失。

 举一个例子：爬3次，内存开了3次，很占用内存

from urllib.request import urlopen
content1 = urlopen('https://www.cnblogs.com/').read().decode('utf-8')
content2 = urlopen('https://www.cnblogs.com/').read().decode('utf-8')
content3 = urlopen('https://www.cnblogs.com/').read().decode('utf-8')

把它封装成闭包

from urllib.request import urlopen

def index():
    url = "https://www.cnblogs.com/"
    def get():
        return urlopen(url).read()
    return get　　　　　　　　#return的是get，就是一个函数名

cnblog = index()
print(cnblog)               # <function index.<locals>.get at 0x02F46978>
content = cnblog()
print(content)              # 页面源码

这个例子，只有第一遍，是从网站抓取的。之后的执行，直接从内存中加载，节省内存空间

三、装饰器

1 装饰器初识

装饰器本质：就是一个python函数，他可以让其他函数在不需要做任何代码变动的前提下，增加额外的功能，装饰器的返回值也是一个函数对象。

 

装饰器的应用场景：比如插入日志，性能测试，事务处理，缓存等等场景。

import time
def timmer(f):                     　　　　　　
    def inner():
        start_time = time.time()             
        f()                         　　　　                            
        end_time = time.time()             
        print('此函数的执行时间为{}'.format(end_time - start_time))         
    return inner                     　　

def func1():                         　　
    print('in func1')         　　　　　　
    time.sleep(1)              　　　　　　

func1 = timmer(func1)         　　　　　　
print(func1)
func1()                 　　　　　　　　　　# 这里的func1是全新的func1，就是上面的赋值，此时相当于执行 inner函数

输出结果：
<function timmer.<locals>.inner at 0x03822DF8>
in func1
此函数的执行时间为1.0003533363342285

代码从上至下执行

语法糖：想测试谁，前面加@装饰器函数，即可。写装饰器，约定俗成，函数名为wrapper

def wrapper(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        '''被装饰函数之前'''
        ret = func(*args,**kwargs)
        '''被装饰函数之后'''
        return ret
    return inner

@wrapper
def func(*args,**kwargs):
    print(args,kwargs)
    return 666

print(func())

输出结果：
() {}
666

装饰器利用return制造了一个假象，func()执行，其实是执行inner()，func()把原来的func()给覆盖了

2. 装饰器传参

例1：上面装饰器的例子，func1，要传2个参数a,b

import time
def timmer(f):
    def inner(a,b):
        start_time = time.time()
        f(a,b)
        end_time = time.time()
        print('此函数的执行时间为{}'.format(end_time - start_time))
    return inner

@timmer
def func1(a,b):
    print('in func1 {}{}'.format(a,b))
    time.sleep(1)  # 模拟程序逻辑

func1(1,2) 

执行输出：
in func1 12
此函数的执行时间为1.0006024837493896

例2：如果有多个参数呢？改成动态参数

import time
def timmer(f):
    def inner(*args,**kwargs):
        start_time = time.time()
        f(*args,**kwargs)
        end_time = time.time()
        print('此函数的执行时间为{}'.format(end_time - start_time))
    return inner

@timmer
def func1(*args,**kwargs):
    print('in func1 {}{}'.format(args,kwargs))
    time.sleep(1)  # 模拟程序逻辑

func1(1,2,a='3',b=4) 

执行输出：
in func1 (1, 2){'b': 4, 'a': '3'}
此函数的执行时间为1.000101089477539

函数的执行时，*打散; 

函数的定义时，*聚合。

from functools import wraps
def wrapper(f):                  # f = func1
    def inner(*args,**kwargs):         　　　　　　#聚合，args （1,2,3）
        '''执行函数之前的相关操作'''
        ret = f(*args,**kwargs)          　　　　 # 打散 1,2,3
        '''执行函数之后的相关操作'''
        return ret
    return inner

@wrapper  # func1 = wrapper(func1)  func1 = inner
def func1(*args):                     　　　　　　#args (1,2,3) 聚合
    print(666)
    return args

print(func1(*[1,2,3]))  

执行输出：
666
(1, 2, 3)

例3*****

import time                                 #1.加载模块

def timmer(*args,**kwargs):                     #2.加载变量  5.接收参数True,2,3

    def wrapper(f):                             #6.加载变量  8.f = func1

        print(args, kwargs)                     #9.接收timmer函数的值True,2,3

        def inner(*args,**kwargs):                 #10.加载变量. 13.执行函数inner
            if flag:                         #14 flag = True
                start_time = time.time()             #15 获取当前时间
                ret = f(*args,**kwargs)             #16 执行func1
                time.sleep(0.3)                 #19 等待0.3秒
                end_time = time.time()             #20 获取当前时间
                print('此函数的执行效率%f' % (end_time-start_time)) #21 打印差值
            else:
                ret = f(*args, **kwargs)

            return ret                         #22 返回给函数调用者func1()
        return inner                         #11 返回给函数调用者wrapper
    return wrapper                         #7.返回给函数调用timmer(flag,2,3)

flag = True                                 #3 加载变量
@timmer(flag,2,3)      # 4.执行函数timmer(flag,2,3) 17.执行函数func1 两步：1，timmer(flag,2,3) 相当于执行wrapper                                                     2.@wrapper 装饰器 func1 = wrapper(func1)
def func1(*args,**kwargs):
    return 666                             #18 返回给函数调用者f(*args,**kwargs)

print(func1())                             #12 执行函数 

写装饰器，一般嵌套3层就可以了

3.多个装饰器，装饰一个函数

def wrapper1(func):                  # func ==  f函数名
    def inner1():
        print('wrapper1 ,before func')          # 2
        func()
        print('wrapper1 ,after func')          # 4
    return inner1

def wrapper2(func):  # func == inner1
    def inner2():
        print('wrapper2 ,before func')          # 1
        func()
        print('wrapper2 ,after func')          # 5
    return inner2

@wrapper2                      #  f = wrapper2(f)  里面的f==inner1  外面的f == inner2
@wrapper1                      #  f = wrapper1(f)   里面的f==函数名f  外面的f == inner1

def f():                          # 3
    print('in f')

f()                              # inner2() 

执行输出：
wrapper2 ,before func
wrapper1 ,before func
in f
wrapper1 ,after func
wrapper2 ,after func

哪个离函数近，哪个先计算。最底下的先执行

执行顺序如下图：

 

 多个装饰器，都是按照上图的顺序来的

4. 装饰器的__name__和__doc___

__name__：函数名

__doc___：函数的解释  

普通函数

def func1():
    """
    此函数是完成登陆的功能，参数分别是...作用。
    return: 返回值是登陆成功与否（True，False）
    """
    print(666)

func1()
print(func1.__name__)         #获取函数名
print(func1.__doc__)         #获取函数名注释说明 

执行输出：
666
func1
此函数是完成登陆的功能，参数分别是...作用。
return: 返回值是登陆成功与否（True，False）

这个有什么用呢？比如日志功能，需要打印出谁在什么时间，调用了什么函数，函数是干啥的，花费了多次时间，这个时候，就需要获取函数的有用信息了

带装饰器的函数

def wrapper(f):      # f = func1

    def inner(*args,**kwargs):             #聚合, args （1,2,3）
        '''执行函数之前的相关操作'''
        ret = f(*args,**kwargs)              # 打散 1,2,3
        '''执行函数之后的相关操作'''
        return ret
    return inner

@wrapper
def func1():
    """
    此函数是完成登陆的功能，参数分别是...作用。
    return: 返回值是登陆成功与否（True，False）
    """
    print(666)
    return True

func1()
print(func1.__name__)
print(func1.__doc__) 

执行输出：
666
inner
执行函数之前的相关操作

函数装饰之后，相当于执行了inner函数，所以输出inner

 

为了解决这个问题，需要调用一个模块wraps

wraps将 被修饰的函数(wrapped) 的一些属性值赋值给修饰器函数(wrapper) ，最终让属性的显示更符合我们的直觉

from functools import wraps

def wrapper(f):                  # f = func1
    @wraps(f)                 #f是被装饰的函数
    def inner(*args,**kwargs):         #聚合args （1,2,3）
        '''执行函数之前的相关操作'''
        ret = f(*args,**kwargs)          # 打散 1,2,3
        '''执行函数之后的相关操作'''
        return ret
    return inner

@wrapper
def func1():
    """
    此函数是完成登陆的功能，参数分别是...作用。
    return: 返回值是登陆成功与否（True，False）
    """
    print(666)
    return True

func1()
print(func1.__name__)
print(func1.__doc__) 

执行输出：
666
func1
此函数是完成登陆的功能，参数分别是...作用。
return: 返回值是登陆成功与否（True，False）


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