装饰器_Python

转载 @刘志军,理解 Python 装饰器看这一篇就够了, 略有修改


一句话功能

可以让其他函数在不需要做任何代码变动的前提下增加额外功能

实现

简单装饰器

import logging


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')


# 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 = use_logging(foo)
foo()                   # 执行foo()就相当于执行 wrapper()
# i am foo
# WARNING:root:foo is running

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。

  • 注意 :
    • return wrapper 而不是func
    • return wrapperwrapper后没有( )

@ 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。

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

如果函数 foo 需要参数:

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

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

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

如果 foo 函数还定义了一些关键字参数

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

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.wrapswraps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)))

Reference

[1] 理解 Python 装饰器看这一篇就够了

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