|
裝飾器本質(zhì)上是一個Python函數(shù)，它可以讓其他函數(shù)在不需要做任何代碼變動的前提下增加額外功能，裝飾器的返回值也是一個函數(shù)對象。
它經(jīng)常用于有切面需求的場景，比如：插入日志、性能測試、事務(wù)處理、緩存、權(quán)限校驗等場景。
裝飾器是解決這類問題的絕佳設(shè)計，有了裝飾器，我們就可以抽離出大量與函數(shù)功能本身無關(guān)的雷同代碼并繼續(xù)重用。
裝飾器的使用方法很固定
先定義一個裝飾器（帽子）
再定義你的業(yè)務(wù)函數(shù)或者類（人）
最后把這裝飾器（帽子）扣在這個函數(shù)（人）頭上
就像下面這樣子
# 定義裝飾器
def decorator(func):
def wrapper(*args, **kw):
return func()
return wrapper
# 定義業(yè)務(wù)函數(shù)并進行裝飾
@decorator
def function():
print("hello, decorator")
實際上，裝飾器并不是編碼必須性，意思就是說，你不使用裝飾器完全可以，它的出現(xiàn)，應(yīng)該是使我們的代碼
更加優(yōu)雅，代碼結(jié)構(gòu)更加清晰
將實現(xiàn)特定的功能代碼封裝成裝飾器，提高代碼復(fù)用率，增強代碼可讀性
接下來，我將以實例講解，如何編寫出各種簡單及復(fù)雜的裝飾器。
第一種：普通裝飾器
首先咱來寫一個最普通的裝飾器，它實現(xiàn)的功能是：
在函數(shù)執(zhí)行前，先記錄一行日志
在函數(shù)執(zhí)行完，再記錄一行日志
# 這是裝飾器函數(shù)，參數(shù) func 是被裝飾的函數(shù)
def logger(func):
def wrapper(*args, **kw):
print('我準備開始執(zhí)行：{} 函數(shù)了:'.format(func.__name__))
# 真正執(zhí)行的是這行。
func(*args, **kw)
print('主人，我執(zhí)行完啦。')
return wrapper
假如，我的業(yè)務(wù)函數(shù)是，計算兩個數(shù)之和。寫好后，直接給它帶上帽子。
@logger
def add(x, y):
print('{} + {} = {}'.format(x, y, x+y))
然后執(zhí)行一下 add 函數(shù)。
add(200, 50)
來看看輸出了什么？
我準備開始執(zhí)行：add 函數(shù)了:
200 + 50 = 250
我執(zhí)行完啦。
第二種：帶參數(shù)的函數(shù)裝飾器
通過上面兩個簡單的入門示例，你應(yīng)該能體會到裝飾器的工作原理了。
不過，裝飾器的用法還遠不止如此，深究下去，還大有文章。今天就一起來把這個知識點學(xué)透。
回過頭去看看上面的例子，裝飾器是不能接收參數(shù)的。其用法，只能適用于一些簡單的場景。不傳參的裝飾器，只能對被裝飾函數(shù)，執(zhí)行固定邏輯。
裝飾器本身是一個函數(shù)，做為一個函數(shù)，如果不能傳參，那這個函數(shù)的功能就會很受限，只能執(zhí)行固定的邏輯。這意味著，如果裝飾器的邏輯代碼的執(zhí)行需要根據(jù)不同場景進行調(diào)整，若不能傳參的話，我們就要寫兩個裝飾器，這顯然是不合理的。
比如我們要實現(xiàn)一個可以定時發(fā)送郵件的任務(wù)（一分鐘發(fā)送一封），定時進行時間同步的任務(wù)（一天同步一次），就可以自己實現(xiàn)一個 periodic_task （定時任務(wù)）的裝飾器，這個裝飾器可以接收一個時間間隔的參數(shù)，間隔多長時間執(zhí)行一次任務(wù)。
可以這樣像下面這樣寫，由于這個功能代碼比較復(fù)雜，不利于學(xué)習(xí)，這里就不貼了。
@periodic_task(spacing=60)
def send_mail():
pass
@periodic_task(spacing=86400)
def ntp()
pass
那我們來自己創(chuàng)造一個偽場景，可以在裝飾器里傳入一個參數(shù)，指明國籍，并在函數(shù)執(zhí)行前，用自己國家的母語打一個招呼。
# 小明，中國人
@say_hello("china")
def xiaoming():
pass
# jack，美國人
@say_hello("america")
def jack():
pass
那我們?nèi)绻麑崿F(xiàn)這個裝飾器，讓其可以實現(xiàn) 傳參 呢？
會比較復(fù)雜，需要兩層嵌套。
def say_hello(contry):
def wrapper(func):
def deco(*args, **kwargs):
if contry == "china":
print("你好!")
elif contry == "america":
print('hello.')
else:
return
# 真正執(zhí)行函數(shù)的地方
func(*args, **kwargs)
return deco
return wrapper
來執(zhí)行一下
xiaoming()
print("------------")
jack()
看看輸出結(jié)果。
你好!
------------
hello.
第三種：不帶參數(shù)的類裝飾器
以上都是基于函數(shù)實現(xiàn)的裝飾器，在閱讀別人代碼時，還可以時常發(fā)現(xiàn)還有基于類實現(xiàn)的裝飾器。
基于類裝飾器的實現(xiàn)，必須實現(xiàn) __call__ 和 __init__兩個內(nèi)置函數(shù)。
__init__ ：接收被裝飾函數(shù)
__call__ ：實現(xiàn)裝飾邏輯。
還是以日志打印這個簡單的例子為例
class logger(object):
def __init__(self, func):
self.func = func
def __call__(self, *args, **kwargs):
print("[INFO]: the function {func}() is running..."\
.format(func=self.func.__name__))
return self.func(*args, **kwargs)
@logger
def say(something):
print("say {}!".format(something))
say("hello")
執(zhí)行一下，看看輸出
[INFO]: the function say() is running...
say hello!
第四種：帶參數(shù)的類裝飾器
上面不帶參數(shù)的例子，你發(fā)現(xiàn)沒有，只能打印INFO級別的日志，正常情況下，我們還需要打印DEBUG WARNING等級別的日志。這就需要給類裝飾器傳入?yún)?shù)，給這個函數(shù)指定級別了。
帶參數(shù)和不帶參數(shù)的類裝飾器有很大的不同。
__init__ ：不再接收被裝飾函數(shù)，而是接收傳入?yún)?shù)。
__call__ ：接收被裝飾函數(shù)，實現(xiàn)裝飾邏輯。
class logger(object):
def __init__(self, level='INFO'):
self.level = level
def __call__(self, func): # 接受函數(shù)
def wrapper(*args, **kwargs):
print("[{level}]: the function {func}() is running..."\
.format(level=self.level, func=func.__name__))
func(*args, **kwargs)
return wrapper #返回函數(shù)
@logger(level='WARNING')
def say(something):
print("say {}!".format(something))
say("hello")
我們指定WARNING級別，運行一下，來看看輸出。
[WARNING]: the function say() is running...
say hello!
第五種：使用偏函數(shù)與類實現(xiàn)裝飾器
絕大多數(shù)裝飾器都是基于函數(shù)和閉包實現(xiàn)的，但這并非制造裝飾器的唯一方式。
事實上，Python 對某個對象是否能通過裝飾器（ @decorator）形式使用只有一個要求：decorator 必須是一個“可被調(diào)用（callable）的對象。
對于這個 callable 對象，我們最熟悉的就是函數(shù)了。
除函數(shù)之外，類也可以是 callable 對象，只要實現(xiàn)了__call__ 函數(shù)（上面幾個例子已經(jīng)接觸過了）。
還有容易被人忽略的偏函數(shù)其實也是 callable 對象。
接下來就來說說，如何使用 類和偏函數(shù)結(jié)合實現(xiàn)一個與眾不同的裝飾器。
如下所示，DelayFunc 是一個實現(xiàn)了 __call__ 的類，delay 返回一個偏函數(shù)，在這里 delay 就可以做為一個裝飾器。（以下代碼摘自 Python工匠：使用裝飾器的小技巧）
import time
import functools
class DelayFunc:
def __init__(self, duration, func):
self.duration = duration
self.func = func
def __call__(self, *args, **kwargs):
print(f'Wait for {self.duration} seconds...')
time.sleep(self.duration)
return self.func(*args, **kwargs)
def eager_call(self, *args, **kwargs):
print('Call without delay')
return self.func(*args, **kwargs)
def delay(duration):
"""
裝飾器：推遲某個函數(shù)的執(zhí)行。
同時提供 .eager_call 方法立即執(zhí)行
"""
# 此處為了避免定義額外函數(shù)，
# 直接使用 functools.partial 幫助構(gòu)造 DelayFunc 實例
return functools.partial(DelayFunc, duration)
我們的業(yè)務(wù)函數(shù)很簡單，就是相加
@delay(duration=2)
def add(a, b):
return a+b
來看一下執(zhí)行過程
>>> add # 可見 add 變成了 Delay 的實例
<__main__.DelayFunc object at 0x107bd0be0>
>>>
>>> add(3,5) # 直接調(diào)用實例，進入 __call__
Wait for 2 seconds...
8
>>>
>>> add.func # 實現(xiàn)實例方法
<function add at 0x107bef1e0>
第六種：能裝飾類的裝飾器
用 Python 寫單例模式的時候，常用的有三種寫法。其中一種，是用裝飾器來實現(xiàn)的。
以下便是我自己寫的裝飾器版的單例寫法。
instances = {}
def singleton(cls):
def get_instance(*args, **kw):
cls_name = cls.__name__
print('===== 1 ====')
if not cls_name in instances:
print('===== 2 ====')
instance = cls(*args, **kw)
instances[cls_name] = instance
return instances[cls_name]
return get_instance
@singleton
class User:
_instance = None
def __init__(self, name):
print('===== 3 ====')
self.name = name
可以看到我們用singleton 這個裝飾函數(shù)來裝飾 User 這個類。裝飾器用在類上，并不是很常見，但只要熟悉裝飾器的實現(xiàn)過程，就不難以實現(xiàn)對類的裝飾。在上面這個例子中，裝飾器就只是實現(xiàn)對類實例的生成的控制而已。
其實例化的過程，你可以參考我這里的調(diào)試過程，加以理解。
 |
