P03-Python裝飾器

来源:https://www.cnblogs.com/suhaha/archive/2018/04/02/8689634.html
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本文總結自oldboy python教學視頻。 一、前言 1.裝飾器本質上就是函數，功能是裝飾其他函數，為其他函數添加附加功能。 裝飾器在裝飾函數時必須遵循3個重要的原則： （1）不能修改被裝飾的函數的源代碼 （2）不能修改被裝飾的函數的調用方式 （3）不能修改表裝飾函數的返回結果 2.實現裝飾器的 ...


本文總結自oldboy python教學視頻。

一、前言

1.裝飾器本質上就是函數，功能是裝飾其他函數，為其他函數添加附加功能。

裝飾器在裝飾函數時必須遵循3個重要的原則：

（1）不能修改被裝飾的函數的源代碼

（2）不能修改被裝飾的函數的調用方式

（3）不能修改表裝飾函數的返回結果

 

2.實現裝飾器的知識儲備：

（1）函數即“變數”

關於函數即變數，我的理解如下所示，即當定義一個函數時，相當於在記憶體中劃一塊記憶體空間，裡面存放函數的函數體，而函數名指向這塊空間——這跟普通的函數定義如 a = 9527 是一樣的。如此一來，函數名便可以跟普通變數一樣，作為參數傳給其他函數，也能在函數中作為結果被返回。

 

（2）高階函數

a.把一個函數名當做實參傳給另一個函數（在不修改被裝飾函數源代碼的情況下為其添加功能）

或：

b.返回值中包含函數名（不修改函數的調用方式）

（3）嵌套函數

所謂嵌套函數，即在一個函數內定義另外一個函數（註意是定義，而不是調用）。

 

3.高階函數 + 嵌套函數 => 裝飾器

 

 

二、裝飾器應用

1.被裝飾函數沒有參數

假設被裝飾的函數為test1()，此時的test1()沒有形參，預設返回NULL；裝飾器timmer完成的附加功能是計時。

# -*- coding:utf-8 -*-
#Author:Suxy

import time

def timmer(func):
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        func()
        stop_time = time.time()
        print("the func run time is %s" %(stop_time - start_time))
    return  wrapper

@timmer  #test1 = timmer(test1),即test1 = wrapper
def test1():
    time.sleep(1)
    print("in the test1")

test1()

輸出：

C:\app\Anaconda3\python.exe E:/python_workspace/pure_python/day4/decorator.py
in the test1
the func run time is 1.0003414154052734

Process finished with exit code 0

 註：在函數test1()的上面加上@timmer,作用相當於test1 = timmer(test1)，又因為timmer函數中返回wrapper，所以有test1 = timmer(test1) = wrapper，因此最後一行代碼在使用test()方式調用函數的時候，實際調用的是wrapper()，而wrapper中的變數func接收了timemr(test1)傳進來的test1，所以實際調用時，先執行wrapper中附加的功能（計時），之後執行test1()本身的功能。

 

 2.被裝飾函數帶有參數

裝飾器不僅要能裝飾無參函數，還得能裝飾帶參函數。這裡以只帶一個參數的函數test2(name)為例。此時若是不修改上面裝飾器的任何代碼便用來裝飾test2(name)，則會報錯，具體如下：

# -*- coding:utf-8 -*-
#Author:Suxy

import time

def timmer(func):
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        func()
        stop_time = time.time()
        print("the func run time is %s" %(stop_time - start_time))
    return  wrapper

@timmer  #test1 = timmer(test1),即test1 = wrapper
def test1():
    time.sleep(1)
    print("in the test1")

@timmer
def test2(name):
    time.sleep(1)
    print("in the test2, ", name)

test1()
test2("suxy")

 輸出：

C:\app\Anaconda3\python.exe E:/python_workspace/pure_python/day4/decorator.py
Traceback (most recent call last):
  File "E:/python_workspace/pure_python/day4/decorator.py", line 25, in <module>
    test2("suxy")
TypeError: wrapper() takes 0 positional arguments but 1 was given
in the test1
the func run time is 1.000788688659668

Process finished with exit code 1

 可見，此時裝飾器timmer用於裝飾test1()時沒有問題，但是裝飾test2()時報錯了：wrapper()函數接受0個位置參數，但是在調用時卻傳了1個。

由第1步可知，在使用裝飾器timmer裝飾函數test2之後，調用test2(“suxy”)就相當於調用wrapper(“suxy”)函數，而當前的wrapper()函數是不接收參數的。

若需要timme裝飾器能夠同時裝飾test1和test2函數，則需要對timmer裝飾器進行修改——不過也不能簡單地將timmer()中wrapper()函數的定義修改為wrapper(name)，因為這樣一來timmer裝飾test1就會出錯，此外，timmer裝飾器有可能還要裝飾其他的比如帶有預設參數、關鍵字參數等的函數，因此，wrapper函數的定義應修改為wrapper(*args, **kwargs)，並且wrapper中func的調用方式也得進行相應的修改func(*args, **kwargs)，這樣一來，無論被裝飾的函數是無參函數、預設參數、關鍵字參數還是如*args列表參數、**kwargs字典參數，裝飾器都能進行裝飾。如下：

# -*- coding:utf-8 -*-
#Author:Suxy

import time

def timmer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        func(*args, **kwargs)
        stop_time = time.time()
        print("the func run time is %s" %(stop_time - start_time))
    return  wrapper

@timmer  #test1 = timmer(test1),即test1 = wrapper
def test1():
    time.sleep(1)
    print("in the test1")

@timmer
def test2(name):
    time.sleep(1)
    print("\nin the test2, ", name)

test1()
test2("suxy")

 輸出：

C:\app\Anaconda3\python.exe E:/python_workspace/pure_python/day4/decorator.py
in the test1
the func run time is 1.000464916229248

in the test2,  suxy
the func run time is 1.0004689693450928

Process finished with exit code 0

 

 3.上面第2步所說的裝飾器已經能夠裝飾一般的帶參函數了，不過，若是被裝飾函數具有返回值，則上面的裝飾器就有問題了。如下（為縮減篇幅，暫將函數test1省略掉）：

# -*- coding:utf-8 -*-
#Author:Suxy

import time

def timmer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        func(*args, **kwargs)
        stop_time = time.time()
        print("the func run time is %s" %(stop_time - start_time))
    return  wrapper

@timmer
def test2(name):
    time.sleep(1)
    print("\nin the test2, ", name)
    return 9527

print(test2("suxy"))

 輸出：

C:\app\Anaconda3\python.exe E:/python_workspace/pure_python/day4/decorator.py

in the test2,  suxy
the func run time is 1.0003151893615723
None

Process finished with exit code 0

 可見，函數test2()中明明返回了9527，但是最後輸出確是None，違反了裝飾器不能修改被裝飾函數的返回結果的原則。這是因為裝飾器的wrapper中調用func(*args, **kwargs)函數（註： func(*args, **kwargs) = test2(*args, **kwargs)）時，只是進行直接的調用，而沒有將調用的結果返回。可以將裝飾器代碼修改為 return func(*args, **kwargs)，或者先用res = func(*args, **kwargs)將函數執行結果保存到res中，最後再返回res。如下：

# -*- coding:utf-8 -*-
#Author:Suxy

import time

def timmer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)
        stop_time = time.time()
        print("the func run time is %s" %(stop_time - start_time))
        return res
    return  wrapper


@timmer
def test2(name):
    time.sleep(1)
    print("\nin the test2, ", name)
    return 9527

print(test2("suxy"))

 輸出：

C:\app\Anaconda3\python.exe E:/python_workspace/pure_python/day4/decorator.py

in the test2,  suxy
the func run time is 1.0006110668182373
9527

Process finished with exit code 0

 

4.到上一步，裝飾器已經可以裝飾絕大部分的函數了。但是目前的裝飾器只能簡單的接受一個參數，即被裝飾函數的函數名，無法接受其他的參數。若是有其他複雜的需求，比如接受func_type欄位，根據func_type的不同而做不同的輸出，則目前的裝飾器無法完成這個功能。

# -*- coding:utf-8 -*-
#Author:Suxy

import time

def before_timmer(func_type):
    if func_type == "type1":
        print("It is type 1")
    elif func_type == "type2":
        print("It is type 2")
    else:
        print("Another type")

    def timmer(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            start_time = time.time()
            res = func(*args, **kwargs)
            stop_time = time.time()
            print("the func run time is %s" % (stop_time - start_time))
            return res
        return wrapper
    return timmer

@before_timmer(func_type = "type2")
def test2(name):
    time.sleep(1)
    print("\nin the test2, ", name)
    return 9527

test2("suxy")

 輸出：

C:\app\Anaconda3\python.exe E:/python_workspace/pure_python/day4/decorator.py
It is type 2

in the test2,  suxy
the func run time is 1.0008769035339355

Process finished with exit code 0

 仔細對比這裡和3中裝飾器代碼的區別可以發現，這一步相當於又新建了一個裝飾器before_timmer將原先的裝飾器timmer包了起來，並將timmer函數作為結果返回，使得可以在before_timmer裝飾器中先完成判斷功能，再調用timmer計時功能。

此時對於test1()函數定義上的@before_timmer(func_type = "type1")，我的理解是：test2 = before_timmer(func_type = “type2”)，又因為before_timmer中有return timmer，所以test2 = before_timmer(func_type = “type2”) = timmer(test2)，同時由於timmer中有return wrapper，所以 test2 = before_timmer(func_type = “type2”) = timmer(test2) = wrapper，因此，當調用test2(“suxy”)時，還是最後還是相當於調用了wrapper(“suxy”)。


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