python三大器之一——装饰器详解

python的三大器指的是:装饰器、迭代器、生成器,下面就装饰器整理一下从各种资源收获的对装饰器的理解。

1.理解装饰器之前先要理解函数引用的概念

def func():
	print("hello world!")

# 调用函数
func()

# 引用函数
ret = func

print(id(ret))
print(id(func))

# 通过引用调用函数
ret()

运行结果ret和func的id相同,python里一切皆对象,函数名也是一个对象,ret是func函数的引用,它也指向func函数。或者是函数名仅仅是个变量,只不过指向了定义的函数而已,所以才能通过 函数名()调用

2.接着还得理解闭包的概念

理解:先定义一个函数,然后在该函数内部再定义一个函数,并且这个函数用到了外边函数的变量,那么将这个函数以及用到的一些变量称之为闭包

# 定义一个函数
def func(num1):
	 # 在函数内部再定义一个函数,并且这个函数用到了外边函数的变量,那么将这个函数以及用到的一些变量称之为闭包
	def wrapper(num2):
		# 在python3中,如果要修改外部函数的变量,需要加一条申明: nonlocal 外部变量名
		# nonlocal num1
		# num += 1
		print("%s * %s 的积是%s" % (num1, num2, num1 * num2))
		return num1 * num2
		
	# 其实这里返回的就是闭包的结果,即返回内层函数的引用
	return wrapper

# 给func函数赋值,这个20就是给参数num1
ret = func(20)    # 等价于ret = wrapper

# 注意这里的100其实给参数num2
print(ret(100))    # 等同于 print(wrapper(100))

运行结果将会显示 20 * 100 的积是2000
注意点:
由于闭包引用了外部函数的局部变量,则外部函数的局部变量没有及时释放,消耗内存

3.装饰器

装饰器是程序开发中经常会用到的一个功能,用好了装饰器,开发效率如虎添翼,所以这也是Python面试中必问的问题。
假设下以下场景:
1.公司原本开发了一套软件,各个部门一起合作开发,目前公司有条不紊的进行着,但是,以前基础平台的开发人员在写代码时候没有关注验证相关的问题,即需要增加以下功能:在所有功能执行前,先进行权限验证。
2.老大把工作交给 Low B,他是这么做的:
跟每个业务部门交涉,每个业务部门自己写代码,调用基础平台的功能之前先验证。这样一来基础平台就不需要做任何修改了。太棒了,有充足的时间泡妹子…
当天Low B 被开除了…
3.老大把工作交给 Low BB,他是这么做的:

############### 基础平台提供的功能如下 ############### 

def f1():
    # 验证1
    # 验证2
    # 验证3
    print('f1')

def f2():
    # 验证1
    # 验证2
    # 验证3
    print('f2')

def f3():
    # 验证1
    # 验证2
    # 验证3
    print('f3')

def f4():
    # 验证1
    # 验证2
    # 验证3
    print('f4')

############### 业务部门不变 ############### 
### 业务部门A 调用基础平台提供的功能### 

f1()
f2()
f3()
f4()

### 业务部门B 调用基础平台提供的功能 ### 

f1()
f2()
f3()
f4()
过了一周 Low BB 被开除了…

4.老大把工作交给 Low BBB,他是这么做的:
只对基础平台的代码进行重构,其他业务部门无需做任何修改

############### 基础平台提供的功能如下 ############### 

def check_login():
    # 验证1
    # 验证2
    # 验证3
    pass


def f1():

    check_login()

    print('f1')

def f2():

    check_login()

    print('f2')

def f3():

    check_login()

    print('f3')

def f4():

    check_login()

    print('f4')

老大看了下Low BBB 的实现,嘴角漏出了一丝的欣慰的笑,语重心长的跟Low BBB聊了个天:

5.老大说:
写代码要遵循开放封闭原则,虽然在这个原则是用的面向对象开发,但是也适用于函数式编程,简单来说,它规定已经实现的功能代码不允许被修改,但可以被扩展,即:

  • 封闭:已实现的功能代码块
  • 开放:对扩展开发
    如果将开放封闭原则应用在上述需求中,那么就不允许在函数 f1 、f2、f3、f4的内部进行修改代码,老板就给了Low BBB一个实现方案:
def w1(func):
    def inner():
        # 验证1
        # 验证2
        # 验证3
        func()
    return inner

@w1
def f1():
    print('f1')
@w1
def f2():
    print('f2')
@w1
def f3():
    print('f3')
@w1
def f4():
    print('f4')

对于上述代码,也是仅仅对基础平台的代码进行修改,就可以实现在其他人调用函数 f1 f2 f3 f4 之前都进行【验证】操作,并且其他业务部门无需做任何操作。

4.详解装饰器

4.1 装饰器执行流程

在这里插入图片描述

4.2 带多个参数的装饰器

例如记录某个函数的执行时间

import time
def timer(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        start = time.time()
        re = func(*args,**kwargs)
        print(time.time() - start)
        return re
    return inner

@timer   #==> func2 = timer(func2)
def func2(a):
    print('in func2 and get a:%s'%(a))
    return 'fun2 over'

func2('aaaaaa')
print(func2('aaaaaa'))

4.3 给装饰器带参数

def outer(flag):
    def timer(func):
        def inner(*args,**kwargs):
            if flag:
                print('''执行函数之前要做的''')
            re = func(*args,**kwargs)
            if flag:
                print('''执行函数之后要做的''')
            return re
        return inner
    return timer
# 下面的装饰过程
# 1. 调用outer(False)
# 2. 将步骤1得到的返回值,即timer返回, 然后timer(func),这里的func指向定义的func函数
# 3. 将timer(func)的结果返回,即inner
# 4. 让func = inner,即func现在指向inner
@outer(False)    
def func():   
    print(111)
func()
调用时候的func()可以理解为:func() ====> outer(Flase)(func)()

4.4装饰器的功能:

在不修改原函数及其调用方式的情况下对原函数功能进行扩展。

4.5.装饰器应用场景:

(1)引入日志
(2)函数执行时间统计
(3)执行函数前预备处理
(4)执行函数后清理功能
(5)权限校验等场景
(6)缓存

4.6 functools的应用

正常我们情况下查看函数的一些信息的方法在此处都会失效

def outer(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        """hello world"""
        return func(*args,**kwargs)
    return inner

@outer
def index():
    '''你好,世界'''
    print('hello world!')

print("函数注释:%s" % index.__doc__)    #查看函数注释的方法
print("函数名:%s" % index.__name__)   #查看函数名的方法

上述代码返回的结果是:
在这里插入图片描述
很显然,这不是我们需要的结果。我们希望得到的是被装饰的函数的函数名和注释。

  • functools的wraps能够将原有的函数名返回,需要使用functools.wraps在装饰器中的函数上把传进来的这个函数进行一个包裹,这样就不会丢失原来的函数的__name__等属性.
from functools import wraps


def outer(func):
    @wraps(func)
    def inner(*args,**kwargs):
        """hello world"""
        return func(*args,**kwargs)
    return inner

@outer
def index():
    '''你好,世界'''
    print('hello world!')

print("函数注释:%s" % index.__doc__)    #查看函数注释的方法
print("函数名:%s" % index.__name__)   #查看函数名的方法

运行结果为:
在这里插入图片描述

5.类装饰器

class Test(object):
    def __init__(self, func):
        print("---初始化---")
        print("func name is %s"%func.__name__)
        self.__func = func
    def __call__(self):
        print("---装饰器中的功能---")
        self.__func()
#说明:
#1. 当用Test来装作装饰器对test函数进行装饰的时候,首先会创建Test的实例对象
#   并且会把test这个函数名当做参数传递到__init__方法中
#   即在__init__方法中的属性__func指向了test指向的函数
#
#2. test指向了用Test创建出来的实例对象
#
#3. 当在使用test()进行调用时,就相当于让这个对象(),因此会调用这个对象的__call__方法
#
#4. 为了能够在__call__方法中调用原来test指向的函数体,所以在__init__方法中就需要一个实例属性来保存这个函数体的引用
#   所以才有了self.__func = func这句代码,从而在调用__call__方法中能够调用到test之前的函数体
@Test
def test():
    print("----test---")
test()
showpy()#如果把这句话注释,重新运行程序,依然会看到"--初始化--"

运行结果如下:

---初始化---
func name is test
---装饰器中的功能---
----test---

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