裝飾器的價值不言而喻，可以用來增強(qiáng)函數(shù)功能、簡化代碼、減少代碼冗余。

它的使用場景同樣很多，比較簡單的場景包含打印日志、統(tǒng)計運行時間，這類例子和用法網(wǎng)上已經(jīng)很多了：

def time_dec(func):
?
  def wrapper(*arg):
      t = time.clock()
      res = func(*arg)
      print func.func_name, time.clock()-t
      return res
?
  return wrapper
?
?
@time_dec
def myFunction(n):
    ...

再進(jìn)階一些的，可以用來校驗函數(shù)傳入?yún)?shù)類型、線程同步、單元測試等：

@parameters(
   (2, 4, 6),
   (5, 6, 11),
)
def test_add(a, b, expected):
    assert a + b == expected

目前可以用的裝飾器可以分為如下幾類：

• 自定義
• 第三方工具包
• 內(nèi)置

下面就分別來介紹一下。

自定義

關(guān)于自定義的裝飾器在前面已經(jīng)提到了，我在開發(fā)過程中經(jīng)常用到的就是日志打印、計時、數(shù)據(jù)校驗等場景，通過裝飾器可以提高代碼的簡潔性，避免重復(fù)造輪子。

除了這些基本的，也有一些比較實用的地方。

作為開發(fā)同學(xué)，肯定會遇到不同的運行環(huán)境：

• 開發(fā)環(huán)境
• 測試環(huán)境
• 生產(chǎn)環(huán)境

有時候，我們期望一個函數(shù)在不同環(huán)境下執(zhí)行不同的過程，產(chǎn)出不同的結(jié)果，做一些環(huán)境的隔離和差異化處理。

通過裝飾器就可以很好的解決：

production_servers = [...]
?
def production(func: Callable):
    def inner(*args, **kwargs):
        if gethostname() in production_servers:
            return func(*args, **kwargs)
        else:
            print('This host is not a production server, skipping function decorated with @production...')
    return inner
?
def development(func: Callable):
    def inner(*args, **kwargs):
        if gethostname() not in production_servers:
            return func(*args, **kwargs)
        else:
            print('This host is a production server, skipping function decorated with @development...')
    return inner
?
def sit(func: Callable):
    def inner(*args, **kwargs):
        print('Skipping function decorated with @sit...')
    return inner
?
@production
def foo():
    print('Running in production, touching databases!')
?
foo()
?
@development
def foo():
    print('Running in production, touching databases!')
?
foo()
?
@inactive
def foo():
    print('Running in production, touching databases!')
?
foo()

簡單的介紹一下這段代碼。

在這里，先是羅列了生產(chǎn)環(huán)境的服務(wù)列表，然后分別定義了生產(chǎn)、開發(fā)、測試環(huán)境的裝飾器，然后給同名的函數(shù)就可以配上對應(yīng)的裝飾器。

在執(zhí)行代碼的過程中，這段代碼會首先獲取hostname，自動判斷所在環(huán)境，然后執(zhí)行對應(yīng)函數(shù)。

第三方工具包

上面是根據(jù)我們在開發(fā)過程中遇到的個性化場景進(jìn)行來自定義一個裝飾器。

作為一款以工具包著稱的編程語言，Python中也有很多工具包提供了一些實用的裝飾器。

以日志為例，這是每個程序員都無法繞開的。

調(diào)試程序?qū)τ诖蠖鄶?shù)開發(fā)者來說是一項必不可少的工作，當(dāng)我們想要知道代碼是否按照預(yù)期的效果在執(zhí)行時，我們會想到去輸出一下局部變量與預(yù)期的進(jìn)行比對。目前大多數(shù)采用的方法主要有以下幾種：

• Print函數(shù)
• Log日志
• IDE調(diào)試器

但是這些方法有著無法忽視的弱點：

• 繁瑣
• 過度依賴工具

其中有一款不錯的開源工具PySnooper就通過裝飾器把這個問題巧妙的解決了。

PySnooper的調(diào)用方式就是通過@pysnooper.snoop的方式進(jìn)行使用，該裝飾器可以傳入一些參數(shù)來實現(xiàn)一些目的，具體如下：

參數(shù)描述：

• None輸出日志到控制臺
• filePath輸出到日志文件，例如'log/file.log'
• prefix給調(diào)試的行加前綴，便于識別
• watch查看一些非局部變量表達(dá)式的值
• watch_explode展開值用以查看列表/字典的所有屬性或項
• depth顯示函數(shù)調(diào)用的函數(shù)的snoop行

舉個例子：

import numpy as np
import pysnooper
?
@pysnooper.snoop()
def one(number):
    mat = []
    while number:
        mat.append(np.random.normal(0, 1))
        number -= 1
    return mat
?
one(3)

然后，就會給出如下輸出：

Starting var:.. number = 3
22:17:10.634566 call ? ? ? ? 6 def one(number):
22:17:10.634566 line ? ? ? ? 7 ? ? mat = []
New var:....... mat = []
22:17:10.634566 line ? ? ? ? 8 ? ? while number:
22:17:10.634566 line ? ? ? ? 9 ? ? ? ? mat.append(np.random.normal(0, 1))
Modified var:.. mat = [-0.4142847169210746]
22:17:10.634566 line ? ? ? ?10 ? ? ? ? number -= 1
Modified var:.. number = 2
22:17:10.634566 line ? ? ? ? 8 ? ? while number:
22:17:10.634566 line ? ? ? ? 9 ? ? ? ? mat.append(np.random.normal(0, 1))
Modified var:.. mat = [-0.4142847169210746, -0.479901983375219]
22:17:10.634566 line ? ? ? ?10 ? ? ? ? number -= 1
Modified var:.. number = 1
22:17:10.634566 line ? ? ? ? 8 ? ? while number:
22:17:10.634566 line ? ? ? ? 9 ? ? ? ? mat.append(np.random.normal(0, 1))
Modified var:.. mat = [-0.4142847169210746, -0.479901983375219, 1.0491540468063252]
22:17:10.634566 line ? ? ? ?10 ? ? ? ? number -= 1
Modified var:.. number = 0
22:17:10.634566 line ? ? ? ? 8 ? ? while number:
22:17:10.634566 line ? ? ? ?11 ? ? return mat
22:17:10.634566 return ? ? ?11 ? ? return mat
Return value:.. [-0.4142847169210746, -0.479901983375219, 1.0491540468063252]

局部變量值、代碼片段、局部變量所在行號、返回結(jié)果等，這些關(guān)鍵信息都輸出了，既方便，又清晰。

內(nèi)置

除了自定義和第三方工具包之外，Python還內(nèi)置了很多不錯的裝飾器，例如@abc.abstractmethod、@asyncio.coroutine、@classmethod等等。

這里著重提一個非常強(qiáng)大的裝飾器，能夠極大的提升Python的運行速度和效率，通過一個裝飾器能夠?qū)ython代碼的執(zhí)行速度提升上萬倍，這個裝飾器就是@functools.lru_cache。

以比較知名的斐波那契數(shù)列的例子來演示一下。

由于它遞歸計算的過程中，還會用到之前計算的結(jié)果，因此會涉及較多的重復(fù)計算，下面先看一下正常計算的耗時情況。

import time as tt
?
def fib(n):
  if n <= 1:
    return n
  return fib(n-1) + fib(n-2)
?
t1 = tt.time()
fib(30)
print("Time taken: {}".format(tt.time() - t1))
# 0.2073

n等于30時，耗時0.2073。

加上@functools.lru_cache裝飾器再看一下：

import time as tt
import functools
?
@functools.lru_cache(maxsize=5)
def fib(n):
  if n <= 1:
    return n
  return fib(n-1) + fib(n-2)
?
t1 = tt.time()
fib(30)
print("Time taken: {}".format(tt.time() - t1))
# 1.811981e-05

耗時為1.811981e-05,足足差了4個量級，快了10000+倍！