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詳解Python函數式編程之裝飾器_python

作者：愛吃糖的范同學 ? 更新時間： 2022-05-04 編程語言

一、裝飾器的本質：

裝飾器（decorator）本質是函數閉包（function closure）的語法糖（Syntactic sugar）

函數閉包（function closure）：

函數閉包是函數式語言（函數是一等公民，可作為變量使用）中的術語。函數閉包：一個函數，其參數和返回值都是函數，用于增強函數功能，面向切面編程（AOP）

import time
# 控制臺打印100以內的奇數：
def print_odd():
    for i in range(100):
        if i % 2 == 1:
            print(i)
# 函數閉包：用于增強函數func：給函數func增加統計時間的功能：
def count_time_wrapper(func):
    def improved_func():
        start_time = time.time()
        func()
        end_time = time.time()
        print(f"It takes {end_time - start_time} S to find all the odds in range !!!")
    return improved_func
if __name__ == '__main__':
    # 調用count_time_wrapper增強函數
    print_odd = count_time_wrapper(print_odd)
    print_odd()

閉包本質上是一個函數，閉包函數的傳入參數和返回值都是函數，閉包函數得到返回值函數是對傳入函數增強后的結果。

日志裝飾器：

def log_wrapper(func):
    """
    閉包,用于增強函數func: 給func增加日志功能
    """
    def improved_func():
        start_time = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(time.time()))  # 起始時間
        func()  # 執行函數
        end_time = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(time.time()))  # 結束時間
        print("Logging: func:{} runs from {} to {}".format(func.__name__, start_time, end_time))
    return improved_func

二、裝飾器使用方法：

通過裝飾器進行函數增強，只是一種語法糖，本質上跟上個程序（使用函數閉包）完全一致。

import time
# 函數閉包：用于增強函數func：給函數func增加統計時間的功能：
def count_time_wrapper(func):
    def improved_func():
        start_time = time.time()
        func()
        end_time = time.time()
        print(f"It takes {end_time - start_time} S to find all the odds in range !!!")
    return improved_func
# 控制臺打印100以內的奇數：
@count_time_wrapper  # 添加裝飾器
def print_odd():
    for i in range(100):
        if i % 2 == 1:
            print(i)
if __name__ == '__main__':
    # 使用  @裝飾器（增強函數名） 給當前函數添加裝飾器，等價于執行了下面這條語句：
    # print_odd = count_time_wrapper(print_odd)
    print_odd()

裝飾器在第一次調用被裝飾函數時進行增強，只增強一次，下次調用仍然是調用增強后的函數，不會重復執行增強！

保留函數參數和返回值的函數閉包：

  • 之前所寫的函數閉包，在增強主要功能函數時，沒有保留原主要功能函數的參數列表和返回值。
  • 一個保留參數列表和返回值的函數閉包寫法：
def general_wrapper(func):
    def improved_func(*args, **kwargs):
        # 增強函數功能：
        ret = func(*args, **kwargs)
        # 增強函數功能：
        return ret
    return improved_func

優化裝飾器（參數傳遞、設置返回值）：?

import time
# 函數閉包：用于增強函數func：給函數func增加統計時間的功能：
def count_time_wrapper(func):
    # 增強函數：
    def improved_func(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"It takes {end_time - start_time} S to find all the odds in range !!!")
        # 原函數返回值
        return result
    return improved_func
# 計算0-lim奇數之和：
@count_time_wrapper
def count_odds(lim):
    cnt = 0
    for i in range(lim):
        if i % 2 == 1:
            cnt = cnt + i
    return cnt
if __name__ == '__main__':
    result = count_odds(10000000)
    print(f"計算結果為{result}!")

三、多個裝飾器的執行順序：

# 裝飾器1：
def wrapper1(func1):
    print("set func1")  # 在wrapper1裝飾函數時輸出
    def improved_func1(*args, **kwargs):
        print("call func1")  # 在wrapper1裝飾過的函數被調用時輸出
        func1(*args, **kwargs)
        return None
    return improved_func1
# 裝飾器2：
def wrapper2(func2):
    print("set func2")  # 在wrapper2裝飾函數時輸出
    def improved_func2(*args, **kwargs):
        print("call func1")  # 在wrapper2裝飾過的函數被調用時輸出
        func2(*args, **kwargs)
        return None
    return improved_func2
@wrapper1
@wrapper2
def original_func():
    pass
if __name__ == '__main__':
    original_func()
    print("------------")
    original_func()

這里得到的執行結果是，wrapper2裝飾器先執行，原因是因為：程序從上往下執行，當運行到：

@wrapper1
@wrapper2
def original_func():
    pass

這段代碼時，使用函數閉包的方式解析為：

original_func = wrapper1(wrapper2(original_func))

所以先進行wrapper2裝飾，然后再對被wrapper2裝飾完成的增強函數再由wrapper1進行裝飾，返回最終的增強函數。

四、創建帶參數的裝飾器：

裝飾器允許傳入參數，一個攜帶了參數的裝飾器將有三層函數，如下所示：

import functools
def log_with_param(text):
    def decorator(func):
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            print('call %s():' % func.__name__)
            print('args = {}'.format(*args))
            print('log_param = {}'.format(text))
            return func(*args, **kwargs)
        return wrapper
    return decorator
@log_with_param("param!!!")
def test_with_param(p):
    print(test_with_param.__name__)
if __name__ == '__main__':
    test_with_param("test")

將其?@語法?去除，恢復函數調用的形式：

# 傳入裝飾器的參數，并接收返回的decorator函數
decorator = log_with_param("param!!!")
# 傳入test_with_param函數
wrapper = decorator(test_with_param)
# 調用裝飾器函數
wrapper("I'm a param")

總結

原文鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_52058417/article/details/123203323

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