Python: 装饰器运行原理、__call__方法及用类作装饰器

我们先来看一个嵌套函数

def outliner():
    def inliner(name):
        print(f"这是一个{name}")
    return inliner
f = outliner() # f 实际上是指向inliner这个函数
print(f"这是inliner的地址{f}")
f("闭包") # 这儿实例化f，实际上是实例化inliner， 也就算执行  inliner("闭包")

# 运行结果
这是inliner的地址<function outliner.<locals>.inliner at 0x7f0634432620>
这是一个闭包

现在来引入装饰器，用装饰器实现上述功能

def outliner(func):
    def wrapper(name):
        func(name)
    return wrapper

@outliner
def inliner(name):
    print(f"这是一个{name}")

f = inliner #这一步相当于 f = outliner(inliner)，返回的是wrapper
print(f"f是指向wrapper的地址：{f}")
f("被装饰的函数") # 实例化f,也就是实例化 wrapper("被装饰的函数")

f是指向wrapper的地址：<function outliner.<locals>.wrapper at 0x7fb781dd38c8>
这是一个被装饰的函数

看到这应该明白装饰器的运行原理了吧？在上述示例中如果要在inliner里要定义多个参数，那么在wrapper里是不是也要定义多个参数，这样的话修改inliner方法的时候也要修改装饰器，这样就太麻烦了，我们可以用魔法参数，稍微改一下就好了，请看下面示例：

def outliner(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@outliner
def inliner(name):
    print(f"这是一个{name}")

f = inliner #这一步相当于 f = outliner(inliner)，返回的是wrapper
print(f"f是指向wrapper的地址：{f}")
f("被装饰的函数") # 实例化f,也就是实例化 wrapper("被装饰的函数")

f是指向wrapper的地质：<function outliner.<locals>.wrapper at 0x7fb781dd38c8>
这是一个被装饰的函数

我们在wrapper中定义了两个参数*args和**kwargs，如果不明白这两个参数怎么使用请看这篇文章
当然，装饰器还有更多用法，网上有很多，以后有机会再写，to do…

这儿接下来介绍以下如何把类定义为装饰器，其实了解了上面的原理接下来也很容易了，在介绍类装饰器之前先介绍一下__call__方法：

class Demo:
    def __init__(self):
        self.count = 0
    
    def __call__(self):
        self.count += 1
        print(self.count)

demo = Demo() # 实例化Demo
demo() # 调用 demo , count + 1
demo() # 调用 demo , count + 1

第1次调用
第2次调用

也就是说定义__call__方法后我们可以直接调用实例化的类，假如不定义会报错。

接下来我们定义一个类作装饰器

class Decorator:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
    
    def __call__(self):
        return self.func()

@Decorator
def func():
    print("this is a func")

f = func # 相当于 f = Decorator(func)
f() # 直接调用实例化的类
# 也可以直接这么写
f = func()

this is a func
this is a func

那如果func()带参数呢？很简单，只要理解了上述所说，其实很简单，看下面

class Decorator:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
    
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        return self.func(*args, **kwargs)

@Decorator
def func(name):
    print(f"this is a {name}")

f = func("大鸡腿")

this is a 大鸡腿

讲了这么久装饰器的用法，那装饰器到底有什么作用呢？其实装饰器就是用来扩展我们的函数功能。比如你老板叫你设计一个存储电话号码的函数，你辛辛苦苦终于搞定了，老板又叫你拓展一下功能，叫你再把不合格的电话筛选出去，可是你不想再改原来的函数，那装饰器就可以大展身手了，它可以帮你拓展你的方法，大家还可以一起共用。