文章目錄
- 前言
- 一、函數(shù)
- 1.1 函數(shù)作為對(duì)象傳遞
- 1.2 函數(shù)作為參數(shù)傳遞
- 1.3 函數(shù)可嵌套
- 1.4 返回函數(shù)本身
- 二、裝飾器
- 2.1 基礎(chǔ)裝飾器
- 2.2 帶參裝飾器
- 2.3 裝飾器自定義參數(shù)
- 2.4 類裝飾器
- 2.5 裝飾器嵌套
- 三、裝飾器的應(yīng)用
- 四、總結(jié)
前言
我的個(gè)人網(wǎng)站：https://www.gentlecp.com
python中有一個(gè)很經(jīng)典的用法就是裝飾器，它用于在不修改原始函數(shù)的情況下，添加新的功能到原始函數(shù)中，但是這章內(nèi)容比較難以理解，本文就從函數(shù)到裝飾器以及裝飾器在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的應(yīng)用舉出樣例，希望能夠幫助大家更好地理解裝飾器到底有何用處
附：文章個(gè)人網(wǎng)站鏈接
一、函數(shù)
談裝飾器前先對(duì)函數(shù)要有一個(gè)深刻理解。在python中，萬物皆對(duì)象，函數(shù)也不例外，我們創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)將其打印出來，看看結(jié)果：
def
func
(
message
)
:
print
(
'Here is func: {}'
.
format
(
message
)
)
print
(
func
)
可以看到返回值為一個(gè)內(nèi)存地址，說明函數(shù)是對(duì)象，既然是對(duì)象，自然可以進(jìn)行賦值傳遞，參數(shù)傳遞操作。
1.1 函數(shù)作為對(duì)象傳遞
看下面的例子：
def
func
(
message
)
:
print
(
'Here is func: {}'
.
format
(
message
)
)
func_object
=
func
func_object
(
'Hello world'
)
我們將func這個(gè)對(duì)象直接賦值給func_object，用func_object調(diào)用，結(jié)果成功輸出。說明函數(shù)可作為對(duì)象傳遞
1.2 函數(shù)作為參數(shù)傳遞
看下面的例子：
def
func_a
(
message
)
:
print
(
'Here is func_a:{}'
.
format
(
message
)
)
def
func_b
(
func
,
message
)
:
func
(
message
)
func_b
(
func_a
,
'Hello world'
)
我們將func_a作為func_b的參數(shù)傳入func_b中，并在func_b中調(diào)用該函數(shù)，打印輸出結(jié)果。說明函數(shù)可以作為參數(shù)傳遞。
1.3 函數(shù)可嵌套
這個(gè)大家應(yīng)該都用過，就是在函數(shù)中有時(shí)候我們會(huì)重復(fù)利用一部分代碼，而這部分代碼在其他地方又不會(huì)用到，就可以將這部分整合成一個(gè)函數(shù)，然后進(jìn)行調(diào)用，看下面的例子：
def
func_root
(
message
)
:
def
func_node
(
message
)
:
print
(
'Here is func_node:{}'
.
format
(
message
)
)
# 將func_node結(jié)果返回
return
func_node
(
message
)
func_root
(
'Hello World'
)
我們?cè)趂unc_root中又定義了func_node，并在func_root中返回func_node的處理結(jié)果。相當(dāng)于在函數(shù)內(nèi)部調(diào)用了內(nèi)部的函數(shù)，說明函數(shù)可嵌套。
舉一個(gè)形象的例子：
老板(func_root)收到外包商一個(gè)項(xiàng)目(‘Hello World’)。
外包商：你幫我打印一下Hello World
老板接收原材料(‘Hello World’)。
老板：我不會(huì)啊，那什么，小C你幫我打印一下。
然后將原材料(‘Hello World’)扔給小C（= =）。
小C：好的老板，打印了Hello World，寫成了報(bào)告。
老板一看：哎喲，不錯(cuò)哦。
然后就將結(jié)果return給了外包商。
1.4 返回函數(shù)本身
前面是內(nèi)部函數(shù)處理了結(jié)果，外部函數(shù)將結(jié)果返回，因?yàn)楹瘮?shù)本身是對(duì)象，自然也可以作為return返回，看下面這個(gè)例子：
def
func_root
(
)
:
def
func_node
(
message
)
:
print
(
'Here is func_node:{}'
.
format
(
message
)
)
# 將func_node本身返回
return
func_node
func_object
=
func_root
(
)
func_object
(
'Hello world'
)
同樣用上面的例子：
外包商(func_object)：你幫我打印Hello World
老板(func_root)：我不會(huì)啊，我把會(huì)打印的人叫來給你用吧，小C你過來一下
外包商：小C，你給我打印Hello World
小C(func_node)：print(…)
在代碼中，func_object通過func_root這個(gè)橋梁，獲取到了func_node的地址，這時(shí)候它就可以通過()的形式調(diào)用func_node的功能。
二、裝飾器
2.1 基礎(chǔ)裝飾器
我們先看一個(gè)最基礎(chǔ)的裝飾器：
def
my_decorator
(
func
)
:
def
wrapper
(
)
:
print
(
"I'm wrapper in my_decorator"
)
func
(
)
return
wrapper
@my_decorator
def
hello
(
)
:
print
(
'hello world'
)
hello
(
)
其中@my_decorator稱為語法糖，其作用等價(jià)于
hello
=
my_decorator
(
hello
)
從結(jié)果可以看出，hello成功執(zhí)行了自己的功能（打印hello world），裝飾器裝飾了hello函數(shù)，并在其基礎(chǔ)上添加了功能(打印I’m wrapper in my_decorator)。裝飾器一般有兩層函數(shù)，外層my_decorator用于@裝飾在其他函數(shù)上，它返回內(nèi)層函數(shù)（wrapper）的地址，讓被裝飾函數(shù)可以直接獲取到該地址。
前面說過，有了函數(shù)地址，自然可以調(diào)用函數(shù)功能，所以wrapper可以看作被裝飾函數(shù)的加強(qiáng)版函數(shù)，在其內(nèi)部必然要調(diào)用被裝飾函數(shù)，且添加一些想添加的代碼功能，這使得添加的功能和原始功能互不干擾。
舉個(gè)例子：
小C：我只會(huì)打印hello world，別的我不學(xué)，哼～
老板：什么？這么菜怎么完成任務(wù)？不行，我給你個(gè)神器，這個(gè)神器可以自動(dòng)打印I’m wrapper in my_decorator，也不用你學(xué)什么了。但是你要把它戴到頭上。以后我布置打印任務(wù)的時(shí)候，我會(huì)發(fā)命令給這個(gè)神器，這個(gè)神器再提示你怎么做知道嗎？
小C：好的，老板！
老板：神器啊神器，開始打印吧～
神器：打印I’m wrapper in my_decorator完成，小C，打印hello world
小C：好嘞，打印hello world。
有人可能要問了，為什么不直接用一個(gè)函數(shù)wrapper，將hello傳入其中，然后調(diào)用呢？
注意！裝飾器的初衷是不影響原始函數(shù)的代碼和功能，也就是說。假設(shè)原始函數(shù)hello是一個(gè)接口，別人一直用hello作為接口調(diào)用，如果你用wrapper接收hello，那么接口的名稱就要改動(dòng)成wrapper，外面的人并不知道這個(gè)，還是用hello調(diào)用，就會(huì)導(dǎo)致出錯(cuò)！而用裝飾器的形式，你發(fā)現(xiàn)沒有，hello接口沒有變，但是新功能已經(jīng)添加進(jìn)去了。
2.2 帶參裝飾器
被裝飾函數(shù)難免會(huì)有參數(shù)傳入，如何將這些參數(shù)一并傳入到裝飾器中呢？看下面的代碼：
def
my_decorator
(
func
)
:
def
wrapper
(
*
args
,
**
kwargs
)
:
print
(
"I'm wrapper in my_decorator"
)
func
(
*
args
,
**
kwargs
)
return
wrapper
@my_decorator
def
hello
(
name
)
:
print
(
'hello world '
+
name
)
hello
(
'CP'
)
這里用到了 args,**kwargs，這樣就可以接收任意數(shù)量或類型的參數(shù)，關(guān)于 args，**kwargs網(wǎng)上有很多解釋的文章，這里不多贅述。可以看到成功地進(jìn)行了參數(shù)傳遞。
2.3 裝飾器自定義參數(shù)
前面裝飾器一直是接收被裝飾函數(shù)的參數(shù)，那么如果裝飾器自己要定義參數(shù)呢？例如定義裝飾器參數(shù)num，用于指定裝飾器調(diào)用的次數(shù)，看下面的代碼:
def
repeat
(
num
)
:
def
my_decorator
(
func
)
:
def
wrapper
(
)
:
for
i
in
range
(
num
)
:
print
(
"I'm wrapper in my_decorator"
)
func
(
)
return
wrapper
return
my_decorator
@repeat
(
5
)
def
hello
(
)
:
print
(
'hello world'
)
hello
(
)
repeat裝飾器傳入了參數(shù)5，用于將他內(nèi)部的函數(shù)執(zhí)行5次
2.4 類裝飾器
類也可以作為裝飾器使用，它依賴于函數(shù)__call__，實(shí)際上，每次調(diào)用類的實(shí)例，函數(shù)__call__便執(zhí)行一次。看下面的代碼：
class
CountClass
:
def
__init__
(
self
,
func
)
:
self
.
func
=
func
self
.
calls
=
0
def
__call__
(
self
,
*
args
,
**
kwargs
)
:
self
.
calls
+=
1
print
(
'calls: {}'
.
format
(
self
.
calls
)
)
return
self
.
func
(
*
args
,
**
kwargs
)
@CountClass
def
hello
(
)
:
print
(
"hello world"
)
hello
(
)
hello
(
)
本質(zhì)上作用與函數(shù)裝飾器相同，根據(jù)自己的需要選擇用函數(shù)裝飾器還是類裝飾器
2.5 裝飾器嵌套
裝飾器說到底還是函數(shù)，因此裝飾器本身也可以被裝飾，看下面的例子：
import
functools
def
my_decorator1
(
func
)
:
def
wrapper
(
*
args
,
**
kwargs
)
:
print
(
'Here is decorator1'
)
func
(
*
args
,
**
kwargs
)
return
wrapper
def
my_decorator2
(
func
)
:
def
wrapper
(
*
args
,
**
kwargs
)
:
print
(
'Here is decorator2'
)
func
(
*
args
,
**
kwargs
)
return
wrapper
@my_decorator1
@my_decorator2
def
hello
(
message
)
:
print
(
message
)
hello
(
'hello world'
)
由結(jié)果可以看出來，執(zhí)行的順序是?decorator1 -> decorator2 -> hello
三、裝飾器的應(yīng)用
裝飾器的應(yīng)用場(chǎng)景有很多，例如登錄驗(yàn)證，日志記錄，合理性檢查等。下面以登錄驗(yàn)證為例：假設(shè)一個(gè)網(wǎng)站有兩個(gè)功能，登錄和評(píng)論，而評(píng)論功能必須要先檢查用戶是否登錄，登錄才能使用否則調(diào)用評(píng)論會(huì)提示需要登錄，看下面代碼：
IS_LOGIN
=
False
# 全局變量作為是否登錄的標(biāo)志
USER
,
PWD
=
'CP'
,
'123456'
# 假設(shè)只有一個(gè)用戶
def
require_login
(
func
)
:
def
wrapper
(
*
args
,
**
kwargs
)
:
if
IS_LOGIN
:
# 驗(yàn)證通過，可以評(píng)論
func
(
*
args
,
**
kwargs
)
else
:
# 驗(yàn)證不通過
print
(
'驗(yàn)證失敗，您未登錄'
)
login
(
)
return
wrapper
# 登錄
def
login
(
)
:
global
IS_LOGIN
while
True
:
print
(
'請(qǐng)輸入登錄用戶名：'
)
user
=
input
(
)
print
(
'請(qǐng)輸入密碼：'
)
pwd
=
input
(
)
# 這里為了簡(jiǎn)便沒有做密碼輸入加密處理，實(shí)際開發(fā)需要做
if
user
==
USER
and
pwd
==
PWD
:
print
(
'登錄成功'
)
IS_LOGIN
=
True
break
else
:
print
(
'用戶名或密碼輸入錯(cuò)誤,請(qǐng)重新輸入'
)
# 評(píng)論功能
@require_login
def
comment
(
)
:
print
(
'歡迎使用評(píng)論功能，請(qǐng)輸入你要評(píng)論的內(nèi)容:'
)
com
=
input
(
)
print
(
'你的評(píng)論是:{}'
.
format
(
com
)
)
comment
(
)
comment
(
)
運(yùn)行結(jié)果：
我們定義兩個(gè)函數(shù)和一個(gè)裝飾器函數(shù)，login用于登錄，comment用于評(píng)論，comment被require_login裝飾器裝飾，在require_login裝飾器中會(huì)判斷全局變量IS_LOGIN來檢查用戶是否已經(jīng)登錄，如果登錄則執(zhí)行comment的功能，如果未登錄，則提示用戶進(jìn)行登錄。
第一次調(diào)用comment()提示驗(yàn)證失敗，您未登錄，并讓用戶進(jìn)行登錄操作，登錄成功后，進(jìn)入評(píng)論的核心功能，用戶可以進(jìn)行評(píng)論。
通過上面的例子我們可以發(fā)現(xiàn)，comment還是那個(gè)comment，我們并沒有對(duì)其修改，但是讓其使用的時(shí)候多了一層驗(yàn)證，而且這種方式在不改變接口的同時(shí)降低了代碼耦合性，使得程序員維護(hù)成本大大降低，所以是一種非常值得學(xué)習(xí)、掌握的方法。
四、總結(jié)
關(guān)于裝飾器的使用，我大概就總結(jié)了以上內(nèi)容，希望能夠幫助到你更好地理解裝飾器，如果有任何疑問的地方，歡迎在評(píng)論區(qū)留言或私信給我，我會(huì)盡力解答～
建議：
看完文章后一定要自己動(dòng)手嘗試一下才能更好地掌握，不要想當(dāng)然以為自己看了就會(huì)了，動(dòng)手才是將東西變成自己的的唯一途徑！！！
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