python之装饰器详解2

装饰器

一、介绍

• 器：代表函数的意思。装饰器本质就是是函数
• 功能：装饰其他函数，就是为其他函数添加附加功能 
  被装饰函数感受不到装饰器的存在
• 原则： 
  
  1. 不能修改被装饰的函数的源代码（比如线上环境）
  2. 不能修改被装饰的函数的调用方式 　
• 实现装饰器知识储备： 
  
  1. 函数即是“变量”
  2. 高阶函数
  3. 嵌套函数

高阶函数+嵌套函数=>装饰器

二、通过高阶函数+嵌套函数==>实现装饰器

先分析以下两段代码能不能运行？

def foo():
    print("in the foo")
    bar()
def bar():
    print("in the bar")

foo()

def foo():
    print("in the foo")
    bar()

foo()
def bar():
    print("in the bar")

第二段代码报错：

NameError: name 'bar' is not defined

1、变量知识回顾

定义变量： 
如：定义变量：x=1,会在内存中找块内存空间把“1”存进去，把“1”的内存地址给x 
前面提到：函数即变量

# 定义函数
def test():
    pass
# 就相当于把函数体赋值给test变量
test = '函数体'  # 函数体就是一堆字符串而已
# 只不过函数调用要加上小括号调用
test()

python内存回收机制，是解释器做的。解释器到底怎么去回收这个变量？ 
python解释器当中有种概念叫做引用计数。什么叫引用计数呢？ 
比如：定义x=1，之后又定义了y=1或y=x，实际上又把内存空间“1”的内存地址赋值给y 
这里x代表一次引用，y代表一次引用。加起来两次引用。 
python什么时候会把“1”这个内存空间清空呢？会回收内存呢？ 
当x这个变量没有了，y这个变量也没有了，便会把“1”这个内存空间清掉

del x  # 删的只是变量名，内存中的值是解释器回收

匿名函数

lambda x:x*x

匿名函数没有函数名，没有引用，所以会被垃圾回收机制立马回收掉。 
所以匿名函数要赋值给变量，把函数体赋值给变量名

calc = lambda x:x*x
print(calc(4))

现在可以再理解下最开始两段代码能不能运行的原因。 
　

2、高阶函数(装饰器前奏)

什么叫高阶函数呢：

1. 把一个函数名当做形实传给另外一个函数
2. 返回值中包含函数名

def f1():
    print("in the func1")

def test1(func):
    print(func)

test1(f1)

运行结果(打印内存地址)

<function func1 at 0x000002805DE12378>

如下代码，能不能运行：

def f1():
    print("in the func1")

def test1(func):
    print(func)
    func()

test1(f1)

函数即变量，像“x=1,y=x”，同样f是一个是一个函数，可不可以像一个变量一样来回赋值呢？

import time
def func1():
    print("in the func1")
    time.sleep(1)
def test1(func):
    start_time = time.time()
    func()
    stop_time = time.time()
    print("the func run time is %s" %(stop_time-start_time))

test1(func1)

到这里，貌似实现了装饰函数的功能。 
看上面装饰器的原则： 
这里：没有修改func1的源代码，但是调用方式改变了。现在是test1(func1)，之前是func1() 
现在能做到哪一点呢？ 
把一个函数名当做实参传给另外一个函数（不修改被装饰的函数源代码的情况下为其添加功能）

2) 下面用第二个条件（返回值中包含函数名），做另外一个高阶函数

import time
def func2():
    time.sleep(1)
    print("in the func2")
def test2(func):
    print(func)
    return(func)

print(test2(func2))

运行结果：

<function func2 at 0x00000162F3672378>
<function func2 at 0x00000162F3672378>

把函数内存地址都打印出来了，看到这么多内存地址，有什么想法？ 
加上小括号就能运行。 
上面代码“test2(func2())”和“test2(func2)”有什么区别？加上小括号是函数返回结果，不加是函数内存地址。所以加上小括号就不符合高阶函数定义了。 
既然以后有了函数的内存地址，是不是可以赋值给其他变量？下面

import time
def func2():
    print("in the func2")
    time.sleep(1)
def test2(func):
    print(func)
    return(func)

t = test2(func2)
print(t)
t()

好像还没什么用，怎么让他有用呢？ 
把test2(func2)赋值给func2

import time
def func2():
    print("in the func2")
    time.sleep(1)
def test2(func):
    print(func)
    return(func)

func2 = (test2(func2))
func2()

这就是高阶函数的第二个好处：返回值中包含函数名（不修改函数的调用方式）

3、嵌套函数（装饰器前戏）

嵌套函数：在一个函数体内，用def去声明一个函数

def foo():
    print("in the foo")
    def bar():
        print("in the bar")
    bar()

foo()

看一下下面的代码是不是嵌套：

def foo():
    print("in the foo")
def bar():
    foo()

bar()

注意函数嵌套和函数调用区别 
　 
局部作用域和全局作用域的访问顺序：

x = 0
def grandpa():
    # x = 1
    def dad():
        x = 2
        def son():
            x = 3
            print(x)
        son()
    dad()
grandpa()

三、装饰器

1、装饰器

前面铺垫了那么多，现在开讲正题：装饰器 
先用高阶函数实现给函数不修改源代码的情况下添加功能

import time
def deco(func):
    start_time = time.time()
    func()
    stop_time = time.time()
    print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
def test1():
    time.sleep(1)
    print("in the test1")
def test2():
    time.sleep(1)
    print("in the test2")

deco(test1)
deco(test2)

按照上面说的，如何实现不改变调用方式？直接“test1 = deco(test1)”和“test2 = deco(test2)”吗？ 
别忘记了，第二种方式，高阶函数要加上return，如下

import time
def deco(func):
    start_time = time.time()
    return func()
    stop_time = time.time()
    print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
def test1():
    time.sleep(1)
    print("in the test1")
def test2():
    time.sleep(1)
    print("in the test2")

test1 = deco(test1)
test2 = deco(test2)

deco(test1)
deco(test2)

虽然没有修改源代码和调用方式，但是函数加上return，函数就结束了，然并卵。怎么实现呢？ 
前面一直在用高阶函数，还没有用嵌套函数，加上嵌套函数能不能实现呢？看一下

import time
def timer(func):  # timer(test1)  func=test1
    def deco():
        start_time = time.time()
        func()
        stop_time = time.time()
        print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
    return deco  # 返回deco的内存地址
def test1():
    time.sleep(1)
    print("in the test1")
def test2():
    time.sleep(1)
    print("in the test2")

print(timer(test1))  # 可见：返回deco的内存地址
test1 = timer(test1)
test1()
timer(test2)()

到此，完成实现了装饰器的功能。但是还是有点麻烦，如何能不要“test1 = timer(test1)”， 
python解释器提供了语法糖“@”符合，给哪个函数新增功能，就加在哪个函数头部

import time
def timer(func):  # timer(test1)  func=test1
    def deco():
        start_time = time.time()
        func()
        stop_time = time.time()
        print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
    return deco  # 返回deco的内存地址
@timer
def test1():
    time.sleep(1)
    print("in the test1")
@timer
def test2():
    time.sleep(1)
    print("in the test2")

test1()
test2()

2、有参装饰器

前面实现了装饰器的功能，但是如果函数有参数，能不能也能运行呢

import time
def timer(func):  # timer(test1)  func=test1
    def deco():
        start_time = time.time()
        func()
        stop_time = time.time()
        print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
    return deco  # 返回deco的内存地址
@timer
def test1():
    time.sleep(1)
    print("in the test1")
@timer
def test2(name):
    time.sleep(1)
    print("in the test2",name)

test1()
test2()

报错：丢失参数

TypeError: test2() missing 1 required positional argument: 'name'

@timer 相当于 test2=timer(test2) =deco 
test2() 相当于运行deco()，所以没指定参数，报错。 
如何传参数呢？为了适应各种不同参数的函数

import time
def timer(func):  # timer(test1)  func=test1
    def deco(*args,**kwargs):
        start_time = time.time()
        func(*args,**kwargs)
        stop_time = time.time()
        print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
    return deco  # 返回deco的内存地址
@timer
def test1():
    time.sleep(1)
    print("in the test1")
@timer
def test2(name):
    time.sleep(1)
    print("in the test2",name)

test1()
test2("fgf")

3、终极装饰器

注意，上面的例子中还没有涉及返回值，看下面的例子可以体会一下 
假设：公司网站需要验证登录，有不同的验证方式：本地认证、LDAP认证等

#/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-

import time
user,passwd = 'fgf','abc123'
def auth(auth_type):
    print("auth func:",auth_type)
    def outer_wrapper(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            print("wrapper func args:", *args, **kwargs)
            if auth_type == "local":
                username = input("Username:").strip()
                password = input("Password:").strip()
                if user == username and passwd == password:
                    print("\033[32;1mUser has passed authentication\033[0m")
                    res = func(*args, **kwargs)  # from home
                    print("---after authenticaion ")
                    return res
                else:
                    exit("\033[31;1mInvalid username or password\033[0m")
            elif auth_type == "ldap":
                print("搞毛线ldap,不会。。。。")

        return wrapper
    return outer_wrapper

def index():
    print("welcome to index page")
@auth(auth_type="local") # home = wrapper()
def home():
    print("welcome to home  page")
    return "from home"

@auth(auth_type="ldap")
def bbs():
    print("welcome to bbs  page")

index()
print(home()) #wrapper()
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