python3-装饰器基础使用

知识点

• 简单的装饰器
• 带有参数的装饰器
• 带有自定义参数的装饰器
• 类装饰器
• 装饰器嵌套
• @functools.wrap装饰器使用

基础使用

简单的装饰器

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print('wrapper of decorator')
        func()
    return wrapper()


def test():
    print('test done.')

test = my_decorator(test)
test

输出：
wrapper of decorator
test done.

这段代码中，变量test指向了内部函数wrapper(), 而内部函数wrapper()中又会调用原函数test()，因此最后调用test()时，就会打印'wrapper of decorator' 然后输出 'test done.'

这里的函数my_decorator()就是一个装饰器，它把真正需要执行的函数test()包裹在其中，并且改变了它的行为，但是原函数test()不变。

上述代码在Python中更简单、更优雅的表示：

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print('wrapper of decorator')
        func()
    return wrapper()

@my_decorator
def test():
    print('test done.')

test

这里的@, 我们称为语法糖，@my_decorator就相当于前面的test=my_decorator(test)语句

如果程序中又其他函数需要类似装饰，只需要加上@decorator就可以，提高函数的重复利用和程序可读性

带有参数的装饰器

def args_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('wrapper of decorator')
        func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@args_decorator
def identity(name, message):
    print('identity done.')
    print(name, message)

identity('changhao', 'hello')

输出：
wrapper of decorator
identity done.
changhao hello

通常情况下，会把args和*kwargs，作为装饰器内部函数wrapper()的参数。 表示接受任意数量和类型的参数

带有自定义参数的装饰器

定义一个参数，表示装饰器内部函数被执行的次数，可以写成这个形式：

def repeat(num):
    def my_decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for i in range(num):
                func(*args, **kwargs)
        return wrapper
    return my_decorator


@repeat(3)
def showname(message):
    print(message)

showname('changhao')

输出：
changhao
changhao
changhao

类装饰器

类也可以作装饰器，类装饰器主要依赖于函数 __call__每当调用一个示例时，函数__call__()就会被执行一次。

class Count:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
        self.num_calls = 0

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        self.num_calls += 1
        print('num of calls is: {}'.format(self.num_calls))
        return self.func(*args, **kwargs)


@Count
def example():
    print('example done.')

example()
example()

输出：
num of calls is: 1
example done.
num of calls is: 2
example done.

这里定义了类Count，初始化时传入原函数func()，而__call__()函数表示让变量num_calls自增1，然后打印，并且调用原函数。因此我们第一次调用函数example()时，num_calls的值是1，而第一次调用时，值变成了2。

装饰器的嵌套

import functools
def my_decorator1(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('execute decorator1')
        func(*args, **kwargs)
    return wrapper


def my_decorator2(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('execute decorator2')
        func(*args, **kwargs)
    return wrapper


@my_decorator1
@my_decorator2
def test2(message):
    print(message)


test2('changhao')

输出：
execute decorator1
execute decorator2
changhao

@functools.wrap装饰器使用

import functools
def my_decorator(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('wrapper of decorator')
        func(*args, **kwargs)
        return wrapper

@my_decorator
def test3(message):
    print(message)

test3.__name__  

输出
test3

通常使用内置的装饰器@functools.wrap，他会保留原函数的元信息(也就是将原函数的元信息，拷贝到对应的装饰器里)

装饰器用法实例

身份认证

import functools

def authenticate(func):
  @functools.wraps(func)
  def wrapper(*args, **kwargs):
    request = args[0]
    if check_user_logged_in(request):
      return func(*args, **kwargs)
        else:
      raise Exception('Authentication failed')
    return wrapper

@authenticate
def post_comment(request):
  pass

这段代码中，定义了装饰器authenticate；而函数post_comment()，则表示发表用户对某篇文章的评论。每次调用这个函数前，都会检查用户是否处于登录状态，如果是登录状态，则允许这项操作；如果没有登录，则不允许。

日志记录

import time
import functools

def log_execution_time(func):
  @functools.wraps(func)
  def wrapper(*args, **kwargs):
    start = time.perf_counter()
    res = func(*args, **kwargs)
    end = time.perf_counter()
    print('{} took {} ms'.format(func.__name__, (end - start) * 1000))
    return wrapper

@log_execution_time
def calculate_similarity(times):
  pass

这里装饰器log_execution_time记录某个函数的运行时间，并返回其执行结果。如果你想计算任何函数的执行时间，在这个函数上方加上@log_execution_time即可。

总结

• 所谓装饰器，其实就是通过装饰器函数，来修改原函数的一些功能，使得原函数不需要修改。