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  • Python装饰器详解

    在Python里面,函数可以作为参数传入一个函数,函数也可以复制给变量,通过变量调用函数。装饰器可以扩展一个函数的功能,为函数做一个装饰器注解,可以把装饰器里面定义的功能于所有函数提前执行,提升代码的复用程度。

    现在有这么个场景。

    打卡

    互联网公司里面有各种员工,程序员,前台…,程序员在打开电脑前,需要打卡,前台要早点来开门(我也不清楚,谁开门,这里假定,前台开门),前台开门前也需要打卡。也就是说,打卡是所有员工的最先的公共动作,那么可以把打卡这个功能抽出来作为公共逻辑。

     

    普通函数调用方法

    自然想到,可以实现如下。

    def di(f):
        print('%s 打卡,滴...' % f.__name__)
        return f()
    
    
    def boot():
        print('开机')
    
    
    def open():
        print('开门')
    
    
    if __name__ == '__main__':
        """
        程序员开机之前,前台开门之前,都需要先在门外指纹机打卡。
        """
        di(boot)
        di(open)
    
    

    定义了一个函数di(f),可以打印f.__name__f的函数名信息,同时返回f()的执行结果。

    注意:__name__如果作为模块导入,module.__name__就是模块自己的名字,如果模块自己作为脚本执行,返回__main__

    执行结果:

    boot 打卡,滴...
    开机
    open 打卡,滴...
    开门
    

    这样设计,如果有很多函数都要调用,就很麻烦,那么装饰器就排上了用场。

    简单装饰器 与 @语法糖

    装饰器:在代码运行期间动态增加功能的方式,称之为“装饰器”(Decorator)。

    简单装饰器

    定义一个di(f)方法,还是把要执行的逻辑的函数作为参数传入,里面定义一个wrapper函数,返回值是f的执行结果。
    if __name__ == '__main__':里面,调用了这个装饰器,不修改定义好了的函数,在运行期间动态添加功能"打卡"。

    import functools
    
    # 简单装饰器
    def di(f):
        """
        程序员开机之前,前台开门之前,都需要先在门外指纹机打卡。
        :param f: 传入一个函数
        :return:
        """
        # 把原始函数的__name__等属性复制到wrapper()
        @functools.wraps(f)
        def wrapper():
            print('%s 打卡,滴...' % f.__name__)
            return f()
        return wrapper
    
    
    def boot():
        print('开机')
    
    
    def open():
        print('开门')
    
    
    if __name__ == '__main__':
    
        # 第一种,简单装饰器
        a = di(boot)
        a1 = di(open)
        print(a.__name__) # 结果wrapper 加@functools.wraps(f)后结果为 boot
        a()
        a1()
    

    di(boot)的返回值a就是wrapper函数,通过a()就调用了wrapper函数,得到boot的返回值。同理,di(open)一样。

    结果

    boot
    boot 打卡,滴...
    开机
    open 打卡,滴...
    开门
    

    由于di(boot)的返回值a就是wrapper函数,那么print(a.__name__)的结果就理所当然是是wrapper,我们希望是boot,怎么办,functools.wraps(f)这个注解可以把原始函数boot__name__等属性复制到wrapper(),把这行代码注释也能运行,那么print(a.__name__)的结果就是wrapper

    第二种,@ 语法糖

    通过@语法糖,也能将装饰器应用于函数上面,推荐。

    import functools
    
    def di(f):
        """
        程序员开机之前,前台开门之前,都需要先在门外指纹机打卡。
        :param f: 传入一个函数
        :return:
        """
        # 把原始函数的__name__等属性复制到wrapper()
        @functools.wraps(f)
        def wrapper():
            print('%s 打卡,滴...' % f.__name__)
            return f()
        return wrapper
    
    
    # @ 语法糖
    @di
    def boot2():
        print('开机')
    
    
    @di
    def open2():
        print('开门')
        
        
    if __name__ == '__main__':
    
        # 第二种,@ 语法糖
        boot2()
        open2()
    

    @di标记相当于,a2 = di(boot2) a2()。不用这么麻烦,因为加了@符号标记,直接用boot2()调用装饰器即可。

    结果

    boot2 打卡,滴...
    开机
    open2 打卡,滴...
    开门
    

    业务逻辑函数需要参数

    业务逻辑函数可能需要参数,比如:

    def boot(name):
        print('%s 开机' % name)
    

    那么,只需要将前面的装饰器修改为:

    import functools
    
    # 业务逻辑函数需要参数
    def di(f):
        """
        程序员开机之前,前台开门之前,都需要先在门外指纹机打卡。
        :param f: 传入一个函数
        :return:
        """
        # 把原始函数的__name__等属性复制到wrapper()
        @functools.wraps(f)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            print('%s 打卡,滴...' % f.__name__)
            return f(*args, **kwargs)
        return wrapper
    
    
    @di
    def boot(name):
        print('%s 开机' % name)
    
    
    if __name__ == '__main__':
        boot('keguang')
    

    结果:

    boot 打卡,滴...
    keguang 开机
    

    wrapper也加上*args, **kwargs参数,在boot里面直接调用f(*args, **kwargs)即可。顺便提一下:

    • *args:可以传入一个数组参数
    • **kwargs:可以传入一个k-v对参数

    先后顺序对应,数组参数在前。举例:

    def f(*args, **kwargs):
        print('args=', args)
        print('kwargs=', kwargs)
    
    print(f(1, 2, 3, a = 'a', b = 'b'))
    
    # 结果
    # args= (1, 2, 3)
    # kwargs= {'a': 'a', 'b': 'b'}
    

    带参数的装饰器

    洗衣液香精

    如果装饰器也带参数,比如现在如果某个员工早晨上班来得早< 9:00,咱可以做个表扬,那么相当于只需要在前面的di()外面套一层函数,di_args即可,在wrapper里面。使用这个参数

    import functools
    
    # 带参数的装饰器
    def di_args(time):
        def di(f):
            """
            程序员开机之前,前台开门之前,都需要先在门外指纹机打卡。
            :param f: 传入一个函数
            :return:
            """
            # 把原始函数的__name__等属性复制到wrapper()
            @functools.wraps(f)
            def wrapper(*args, **kwargs):
                if time < '9:00':
                    print('来的真早,很棒。。。')
    
                print('%s 打卡,滴...' % f.__name__)
                return f(*args, **kwargs)
            return wrapper
        return di
    
    
    @di_args('8:00')
    def boot(name):
        print('%s 开机' % name)
    
    
    if __name__ == '__main__':
        boot('keguang')
    

    参数在@di_args('8:00')传入即可,有点像java里面的注解。最后还是通过boot('keguang')调用即可,结果:

    来的真早,很棒。。。
    boot 打卡,滴...
    keguang 开机
    

    类装饰器

    类装饰器主要依靠类的__call__方法,当使用 @ 形式将装饰器附加到函数上时,就会调用此方法。

    # 类装饰器
    class di(object):
        def __init__(self, f):
            self._f = f
    
        def __call__(self, *args, **kwargs):
            print('decorator start...')
            self._f()
            print('decorator end...')
    
    
    @di
    def boot():
        print('开机')
    
    
    if __name__ == '__main__':
        boot()
    

    加上@di装饰器标识,会用boot去实例化di类,然后执行__call__函数,object表示这个类可以传入任何类型参数。
    运行结果

    decorator start...
    开机
    decorator end...
    

    装饰器有一个典型的应用场景就是打log日志,如果所有逻辑都需要日志记录程序的运行状况,那么可以对这些逻辑(函数)加日志模块装饰器,就能达到相应目的。

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