Python 装饰器深入理解

发表于 5年以前  | 总阅读数:953 次

讲 Python 装饰器前,我想先举个例子,虽有点污,但跟装饰器这个话题很贴切。

每个人都有的内裤主要功能是用来遮羞,但是到了冬天它没法为我们防风御寒,咋办?我们想到的一个办法就是把内裤改造一下,让它变得更厚更长,这样一来,它不仅有遮羞功能,还能提供保暖,不过有个问题,这个内裤被我们改造成了长裤后,虽然还有遮羞功能,但本质上它不再是一条真正的内裤了。于是聪明的人们发明长裤,在不影响内裤的前提下,直接把长裤套在了内裤外面,这样内裤还是内裤,有了长裤后宝宝再也不冷了。装饰器就像我们这里说的长裤,在不影响内裤作用的前提下,给我们的身子提供了保暖的功效。

谈装饰器前,还要先要明白一件事,Python 中的函数和 Java、C++不太一样,Python 中的函数可以像普通变量一样当做参数传递给另外一个函数,例如:


    def foo():
      print("foo")

    def bar(func):
      func()

    bar(foo)

正式回到我们的主题。装饰器本质上是一个 Python 函数或类,它可以让其他函数或类在不需要做任何代码修改的前提下增加额外功能,装饰器的返回值也是一个函数/类对象。它经常用于有切面需求的场景,比如:插入日志、性能测试、事务处理、缓存、权限校验等场景,装饰器是解决这类问题的绝佳设计。有了装饰器,我们就可以抽离出大量与函数功能本身无关的雷同代码到装饰器中并继续重用。概括的讲,装饰器的作用就是为已经存在的对象添加额外的功能。

先来看一个简单例子,虽然实际代码可能比这复杂很多:


    def foo():
      print('i am foo')

现在有一个新的需求,希望可以记录下函数的执行日志,于是在代码中添加日志代码:


    def foo():
      print('i am foo')
      logging.info("foo is running")

如果函数 bar()、bar2() 也有类似的需求,怎么做?再写一个 logging 在 bar 函数里?这样就造成大量雷同的代码,为了减少重复写代码,我们可以这样做,重新定义一个新的函数:专门处理日志 ,日志处理完之后再执行真正的业务代码


    def use_logging(func):
      logging.warn("%s is running" % func.__name__)
      func()

    def foo():
      print('i am foo')

    use_logging(foo)

这样做逻辑上是没问题的,功能是实现了,但是我们调用的时候不再是调用真正的业务逻辑 foo 函数,而是换成了 use_logging 函数,这就破坏了原有的代码结构, 现在我们不得不每次都要把原来的那个 foo 函数作为参数传递给 use_logging 函数,那么有没有更好的方式的呢?当然有,答案就是装饰器。

简单装饰器


    def use_logging(func):

    def wrapper():
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
    return func()  # 把 foo 当做参数传递进来时,执行func()就相当于执行foo()
    return wrapper

    def foo():
      print('i am foo')

    foo = use_logging(foo) # 因为装饰器 use_logging(foo) 返回的时函数对象 wrapper,这条语句相当于 foo = wrapper
    foo()          # 执行foo()就相当于执行 wrapper()

use_logging 就是一个装饰器,它一个普通的函数,它把执行真正业务逻辑的函数 func 包裹在其中,看起来像 foo 被 use_logging 装饰了一样,use_logging 返回的也是一个函数,这个函数的名字叫 wrapper。在这个例子中,函数进入和退出时 ,被称为一个横切面,这种编程方式被称为面向切面的编程。

@ 语法糖

如果你接触 Python 有一段时间了的话,想必你对 @ 符号一定不陌生了,没错 @ 符号就是装饰器的语法糖,它放在函数开始定义的地方,这样就可以省略最后一步再次赋值的操作。


    def use_logging(func):

    def wrapper():
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
    return func()
    return wrapper

    @use_logging
    def foo():
      print("i am foo")

    foo()

如上所示,有了 @ ,我们就可以省去foo = use_logging(foo)这一句了,直接调用 foo() 即可得到想要的结果。你们看到了没有,foo() 函数不需要做任何修改,只需在定义的地方加上装饰器,调用的时候还是和以前一样,如果我们有其他的类似函数,我们可以继续调用装饰器来修饰函数,而不用重复修改函数或者增加新的封装。这样,我们就提高了程序的可重复利用性,并增加了程序的可读性。

装饰器在 Python 使用如此方便都要归因于 Python 的函数能像普通的对象一样能作为参数传递给其他函数,可以被赋值给其他变量,可以作为返回值,可以被定义在另外一个函数内。

*args、kwargs**

可能有人问,如果我的业务逻辑函数 foo 需要参数怎么办?比如:


    def foo(name):
      print("i am %s" % name)

我们可以在定义 wrapper 函数的时候指定参数:


    def wrapper(name):
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
    return func(name)
    return wrapper

这样 foo 函数定义的参数就可以定义在 wrapper 函数中。这时,又有人要问了,如果 foo 函数接收两个参数呢?三个参数呢?更有甚者,我可能传很多个。当装饰器不知道 foo 到底有多少个参数时,我们可以用 *args 来代替:


    def wrapper(*args):
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
    return func(*args)
    return wrapper

如此一来,甭管 foo 定义了多少个参数,我都可以完整地传递到 func 中去。这样就不影响 foo 的业务逻辑了。这时还有读者会问,如果 foo 函数还定义了一些关键字参数呢?比如:


    def foo(name, age=None, height=None):
      print("I am %s, age %s, height %s" % (name, age, height))

这时,你就可以把 wrapper 函数指定关键字函数:


    def wrapper(*args, **kwargs):
    # args是一个数组,kwargs一个字典
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
    return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

带参数的装饰器

装饰器还有更大的灵活性,例如带参数的装饰器,在上面的装饰器调用中,该装饰器接收唯一的参数就是执行业务的函数 foo 。装饰器的语法允许我们在调用时,提供其它参数,比如@decorator(a)。这样,就为装饰器的编写和使用提供了更大的灵活性。比如,我们可以在装饰器中指定日志的等级,因为不同业务函数可能需要的日志级别是不一样的。


    def use_logging(level):
    def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
    if level == "warn":
            logging.warn("%s is running" % func.__name__)
    elif level == "info":
            logging.info("%s is running" % func.__name__)
    return func(*args)
    return wrapper

    return decorator

    @use_logging(level="warn")
    def foo(name='foo'):
      print("i am %s" % name)

    foo()

上面的 use_logging 是允许带参数的装饰器。它实际上是对原有装饰器的一个函数封装,并返回一个装饰器。我们可以将它理解为一个含有参数的闭包。当我 们使用@use_logging(level="warn")调用的时候,Python 能够发现这一层的封装,并把参数传递到装饰器的环境中。

@use_logging(level="warn")等价于@decorator

类装饰器

没错,装饰器不仅可以是函数,还可以是类,相比函数装饰器,类装饰器具有灵活度大、高内聚、封装性等优点。使用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。


    class Foo(object):
    def __init__(self, func):
        self._func = func

    def __call__(self):
    print ('class decorator runing')
        self._func()
    print ('class decorator ending')

    @Foo
    def bar():
    print ('bar')

    bar()

functools.wraps

使用装饰器极大地复用了代码,但是他有一个缺点就是原函数的元信息不见了,比如函数的docstring、name、参数列表,先看例子:


    # 装饰器
    def logged(func):
    def with_logging(*args, **kwargs):
    print func.__name__   # 输出 'with_logging'
    print func.__doc__    # 输出 None
    return func(*args, **kwargs)
    return with_logging

    # 函数
    @logged
    def f(x):
    """does some math"""
    return x + x * x

    logged(f)

不难发现,函数 f 被with_logging取代了,当然它的docstring,name就是变成了with_logging函数的信息了。好在我们有functools.wraps,wraps本身也是一个装饰器,它能把原函数的元信息拷贝到装饰器里面的 func 函数中,这使得装饰器里面的 func 函数也有和原函数 foo 一样的元信息了。


    from functools import wraps
    def logged(func):
      @wraps(func)
    def with_logging(*args, **kwargs):
    print func.__name__   # 输出 'f'
    print func.__doc__    # 输出 'does some math'
    return func(*args, **kwargs)
    return with_logging

    @logged
    def f(x):
    """does some math"""
    return x + x * x

装饰器顺序

一个函数还可以同时定义多个装饰器,比如:


    @a
    @b
    @c
    def f ():
      pass

它的执行顺序是从里到外,最先调用最里层的装饰器,最后调用最外层的装饰器,它等效于


    f = a(b(c(f)))

感谢阅读,希望能帮助到大家,谢谢大家对本站的支持!

 相关推荐

刘强东夫妇:“移民美国”传言被驳斥

京东创始人刘强东和其妻子章泽天最近成为了互联网舆论关注的焦点。有关他们“移民美国”和在美国购买豪宅的传言在互联网上广泛传播。然而,京东官方通过微博发言人发布的消息澄清了这些传言,称这些言论纯属虚假信息和蓄意捏造。

发布于:1年以前  |  808次阅读  |  详细内容 »

博主曝三大运营商,将集体采购百万台华为Mate60系列

日前,据博主“@超能数码君老周”爆料,国内三大运营商中国移动、中国电信和中国联通预计将集体采购百万台规模的华为Mate60系列手机。

发布于:1年以前  |  770次阅读  |  详细内容 »

ASML CEO警告:出口管制不是可行做法,不要“逼迫中国大陆创新”

据报道,荷兰半导体设备公司ASML正看到美国对华遏制政策的负面影响。阿斯麦(ASML)CEO彼得·温宁克在一档电视节目中分享了他对中国大陆问题以及该公司面临的出口管制和保护主义的看法。彼得曾在多个场合表达了他对出口管制以及中荷经济关系的担忧。

发布于:1年以前  |  756次阅读  |  详细内容 »

抖音中长视频App青桃更名抖音精选,字节再发力对抗B站

今年早些时候,抖音悄然上线了一款名为“青桃”的 App,Slogan 为“看见你的热爱”,根据应用介绍可知,“青桃”是一个属于年轻人的兴趣知识视频平台,由抖音官方出品的中长视频关联版本,整体风格有些类似B站。

发布于:1年以前  |  648次阅读  |  详细内容 »

威马CDO:中国每百户家庭仅17户有车

日前,威马汽车首席数据官梅松林转发了一份“世界各国地区拥车率排行榜”,同时,他发文表示:中国汽车普及率低于非洲国家尼日利亚,每百户家庭仅17户有车。意大利世界排名第一,每十户中九户有车。

发布于:1年以前  |  589次阅读  |  详细内容 »

研究发现维生素 C 等抗氧化剂会刺激癌症生长和转移

近日,一项新的研究发现,维生素 C 和 E 等抗氧化剂会激活一种机制,刺激癌症肿瘤中新血管的生长,帮助它们生长和扩散。

发布于:1年以前  |  449次阅读  |  详细内容 »

苹果据称正引入3D打印技术,用以生产智能手表的钢质底盘

据媒体援引消息人士报道,苹果公司正在测试使用3D打印技术来生产其智能手表的钢质底盘。消息传出后,3D系统一度大涨超10%,不过截至周三收盘,该股涨幅回落至2%以内。

发布于:1年以前  |  446次阅读  |  详细内容 »

千万级抖音网红秀才账号被封禁

9月2日,坐拥千万粉丝的网红主播“秀才”账号被封禁,在社交媒体平台上引发热议。平台相关负责人表示,“秀才”账号违反平台相关规定,已封禁。据知情人士透露,秀才近期被举报存在违法行为,这可能是他被封禁的部分原因。据悉,“秀才”年龄39岁,是安徽省亳州市蒙城县人,抖音网红,粉丝数量超1200万。他曾被称为“中老年...

发布于:1年以前  |  445次阅读  |  详细内容 »

亚马逊股东起诉公司和贝索斯,称其在购买卫星发射服务时忽视了 SpaceX

9月3日消息,亚马逊的一些股东,包括持有该公司股票的一家养老基金,日前对亚马逊、其创始人贝索斯和其董事会提起诉讼,指控他们在为 Project Kuiper 卫星星座项目购买发射服务时“违反了信义义务”。

发布于:1年以前  |  444次阅读  |  详细内容 »

苹果上线AppsbyApple网站,以推广自家应用程序

据消息,为推广自家应用,苹果现推出了一个名为“Apps by Apple”的网站,展示了苹果为旗下产品(如 iPhone、iPad、Apple Watch、Mac 和 Apple TV)开发的各种应用程序。

发布于:1年以前  |  442次阅读  |  详细内容 »

特斯拉美国降价引发投资者不满:“这是短期麻醉剂”

特斯拉本周在美国大幅下调Model S和X售价,引发了该公司一些最坚定支持者的不满。知名特斯拉多头、未来基金(Future Fund)管理合伙人加里·布莱克发帖称,降价是一种“短期麻醉剂”,会让潜在客户等待进一步降价。

发布于:1年以前  |  441次阅读  |  详细内容 »

光刻机巨头阿斯麦:拿到许可,继续对华出口

据外媒9月2日报道,荷兰半导体设备制造商阿斯麦称,尽管荷兰政府颁布的半导体设备出口管制新规9月正式生效,但该公司已获得在2023年底以前向中国运送受限制芯片制造机器的许可。

发布于:1年以前  |  437次阅读  |  详细内容 »

马斯克与库克首次隔空合作:为苹果提供卫星服务

近日,根据美国证券交易委员会的文件显示,苹果卫星服务提供商 Globalstar 近期向马斯克旗下的 SpaceX 支付 6400 万美元(约 4.65 亿元人民币)。用于在 2023-2025 年期间,发射卫星,进一步扩展苹果 iPhone 系列的 SOS 卫星服务。

发布于:1年以前  |  430次阅读  |  详细内容 »

𝕏(推特)调整隐私政策,可拿用户发布的信息训练 AI 模型

据报道,马斯克旗下社交平台𝕏(推特)日前调整了隐私政策,允许 𝕏 使用用户发布的信息来训练其人工智能(AI)模型。新的隐私政策将于 9 月 29 日生效。新政策规定,𝕏可能会使用所收集到的平台信息和公开可用的信息,来帮助训练 𝕏 的机器学习或人工智能模型。

发布于:1年以前  |  428次阅读  |  详细内容 »

荣耀CEO谈华为手机回归:替老同事们高兴,对行业也是好事

9月2日,荣耀CEO赵明在采访中谈及华为手机回归时表示,替老同事们高兴,觉得手机行业,由于华为的回归,让竞争充满了更多的可能性和更多的魅力,对行业来说也是件好事。

发布于:1年以前  |  423次阅读  |  详细内容 »

AI操控无人机能力超越人类冠军

《自然》30日发表的一篇论文报道了一个名为Swift的人工智能(AI)系统,该系统驾驶无人机的能力可在真实世界中一对一冠军赛里战胜人类对手。

发布于:1年以前  |  423次阅读  |  详细内容 »

AI生成的蘑菇科普书存在可致命错误

近日,非营利组织纽约真菌学会(NYMS)发出警告,表示亚马逊为代表的电商平台上,充斥着各种AI生成的蘑菇觅食科普书籍,其中存在诸多错误。

发布于:1年以前  |  420次阅读  |  详细内容 »

社交媒体平台𝕏计划收集用户生物识别数据与工作教育经历

社交媒体平台𝕏(原推特)新隐私政策提到:“在您同意的情况下,我们可能出于安全、安保和身份识别目的收集和使用您的生物识别信息。”

发布于:1年以前  |  411次阅读  |  详细内容 »

国产扫地机器人热销欧洲,国产割草机器人抢占欧洲草坪

2023年德国柏林消费电子展上,各大企业都带来了最新的理念和产品,而高端化、本土化的中国产品正在不断吸引欧洲等国际市场的目光。

发布于:1年以前  |  406次阅读  |  详细内容 »

罗永浩吐槽iPhone15和14不会有区别,除了序列号变了

罗永浩日前在直播中吐槽苹果即将推出的 iPhone 新品,具体内容为:“以我对我‘子公司’的了解,我认为 iPhone 15 跟 iPhone 14 不会有什么区别的,除了序(列)号变了,这个‘不要脸’的东西,这个‘臭厨子’。

发布于:1年以前  |  398次阅读  |  详细内容 »
 相关文章
Android插件化方案 5年以前  |  237229次阅读
vscode超好用的代码书签插件Bookmarks 2年以前  |  8063次阅读
 目录