裝飾器說明

Python中的裝飾器是一種可以裝飾其它對(duì)象的工具。該工具本質(zhì)上是一個(gè)可調(diào)用的對(duì)象（callable），所以裝飾器一般可以由函數(shù)、類來實(shí)現(xiàn)。裝飾器本身需要接受一個(gè)被裝飾的對(duì)象作為參數(shù)，該參數(shù)通常為函數(shù)、方法、類等對(duì)象。裝飾器需要返回一個(gè)對(duì)象，該對(duì)象可以是 經(jīng)過處理的原參數(shù)對(duì)象、一個(gè)包裝且類似原參數(shù)的對(duì)象；或者返回一個(gè)不相干內(nèi)容（通常不建議使用）

相信通過上述一段文字的描述，大家應(yīng)該更加的迷惑了！所以下面我們就結(jié)合代碼來理解Python中的裝飾器。

裝飾器分類

最簡(jiǎn)單的裝飾器

def warp(obj):
    return obj

沒錯(cuò)?。?！這就是最簡(jiǎn)單的裝飾器，并且是一個(gè)沒有任何用處的裝飾器。但是它確實(shí)是一個(gè)裝飾器，并且可以用的很好。比如：

@warp    # 等價(jià)于 foo = warp(foo)
def foo():    
    print('hello decorator!')
 
foo()    # => hello decorator!

而上面使用了裝飾器的代碼，其實(shí)我們可以通過其它方式達(dá)到相同的效果。具體見下：

def foo():
    print('hello decorator!')
 
foo = warp(foo)
foo()    # => hello decorator!

So，通過最簡(jiǎn)單的代碼，我們可以發(fā)現(xiàn)裝飾器其實(shí)就是接受了一個(gè)函數(shù)（對(duì)象），并且返回了一個(gè)函數(shù)（對(duì)象）的函數(shù)（可調(diào)用對(duì)象）。

用于修改對(duì)象的裝飾器

在理解了裝飾器的含義之后，再來看一個(gè)稍微有點(diǎn)作用的裝飾器。代碼如下：

def warp(obj):
    obj.name = 'python'
    return obj

這個(gè)裝飾器在上一個(gè)例子的基礎(chǔ)上，只添加了一行代碼，但是卻有了實(shí)際的作用。它的作用就是給被裝飾的對(duì)象，添加一個(gè)name屬性并且設(shè)置值為python。這個(gè)裝飾器的使用效果如下：

@warp        # => Bar = warp(Bar)
class Bar(object):
    def __init__(self):
        pass
 
print(Bar.name)     # => python

可以看到實(shí)際的使用過程中，warp裝飾器已經(jīng)成功的給Bar對(duì)象添加了name屬性。除了給類對(duì)象添加屬性之外，它還可以給函數(shù)對(duì)象添加屬性。

@warp       # => foo = warp(foo)
def foo():
    pass
 
print(foo.name)         # => python

用于模擬對(duì)象的裝飾器--函數(shù)裝飾器

上面例子中的裝飾器，是直接修改了傳入對(duì)象；而裝飾器最常用的方式卻是模擬一個(gè)傳入對(duì)象。即返回一個(gè)和原對(duì)象相似的對(duì)象（即調(diào)用接口完全一樣的另一個(gè)對(duì)象），并且該模擬對(duì)象是包裝了原對(duì)象在內(nèi)的。具體代碼如下：

def outer(func):         # 函數(shù)裝飾器
    def inner():
        func()
 
    return inner

上面是一個(gè)函數(shù)裝飾器，即用來修飾函數(shù)的裝飾器。因?yàn)樗祷亓艘粋€(gè)模擬func對(duì)象的inner對(duì)象。而這里inner對(duì)象是一個(gè)函數(shù)，所以這個(gè)裝飾器只能裝飾函數(shù)。（因?yàn)閕nner對(duì)象只能模擬func這樣的函數(shù)對(duì)象，不能模擬class對(duì)象）

@outer      # foo = outer(foo)
def foo():
    print('hello foo')
 
foo()    # => hello foo

上述代碼中最后一行foo()，其實(shí)質(zhì)上是執(zhí)行的inner()。為了證明這一點(diǎn)，我們可以在inner中打印一條信息。并查看下foo的__name__屬性。

def outer(func):         # 函數(shù)裝飾器
    def inner():
        print('hello inner')
        func()
 
    return inner
 
@outer      # foo = outer(foo)
def foo():
    print('hello foo')
 
print(foo.__name__)
foo()

上述代碼執(zhí)行后的結(jié)果如下：

inner
hello inner
hello foo

可以看到首先打印的是 foo.__name__代碼，注意內(nèi)容是inner而不是foo（說明其本質(zhì)上是inner函數(shù)）；其次打印的時(shí)候，先打印inner函數(shù)中的內(nèi)容，后打印foo函數(shù)中的內(nèi)容。

用于模擬對(duì)象的裝飾器--類方法裝飾器

與函數(shù)裝飾器類似的還有類方法裝飾器，其作用相同，格式相近。只是些微有些區(qū)別，下面就是類方法裝飾器的代碼。

def outer(obj):         # 類方法裝飾器
    def inner(self):
        print('hello inner')
        obj(self)
 
    return inner
 
class Zoo(object):
    def __init__(self):
        pass
 
    @outer        # => zoo = outer(zoo)
    def zoo(self):
        print('hello zoo')
 
zoo = Zoo()
print(zoo.zoo.__name__)
zoo.zoo()

可以看到類方法裝飾器和函數(shù)裝飾器，唯一的區(qū)別就是多了一個(gè)默認(rèn)的self參數(shù)；這是因?yàn)轭惙椒ū旧砭捅群瘮?shù)多這么一個(gè)參數(shù)。其執(zhí)行的結(jié)果如下：

inner
hello inner
hello zoo

所以最后一行代碼zoo.zoo函數(shù)執(zhí)行的其實(shí)是inner函數(shù)。

用于模擬對(duì)象的裝飾器--類裝飾器

裝飾器除了可以裝飾函數(shù)、方法之外，還可以裝飾器類對(duì)象。具體的代碼如下：

def outer(clss):         # 類裝飾器
    class Inner(object):
        def __init__(self):
            self.clss = clss()
 
        def __getattr__(self, attr):
            return getattr(self.clss, attr)
 
    return Inner
 
 
@outer          # Zoo = outer(Zoo)
class Zoo(object):
    def __init__(self):
        pass
 
    def say(self):
        print('hello world!')
 
zoo = Zoo()
print(zoo.__class__)    # <class '__main__.outer.<locals>.Inner'>
zoo.say()               # hello world!

通過代碼可以看出，類裝飾器與函數(shù)裝飾器類似。即模擬一個(gè)與原參數(shù)接口一致的類對(duì)象。所以對(duì)于模擬類的裝飾器，只能用在其可以模擬的對(duì)象之上，并不能互相修飾其它類型的對(duì)象。

特殊應(yīng)用的裝飾器

上面都是比較常規(guī)的裝飾器，python中還有另外一些特殊的裝飾器。比如：類靜態(tài)屬性裝飾器。比如下面的代碼：

class Foo(object):
    def __init__(self, height, weigth):
        self.height = height
        self.weigth = weigth
 
    @property
    def ratio(self):
        return self.height / self.weigth
 
foo = Foo(176, 120)
print(foo.ratio)    # => 1.4666666666666666

上述代碼中的@property裝飾器就是一個(gè)特殊的裝飾器，它把ratio方法變成了一個(gè)屬性。從最后一句調(diào)用代碼可以看出，使用的是foo.ratio而不是foo.ratio()。

對(duì)于這類裝飾器需要Python的特定屬性和機(jī)制的支持才可以實(shí)現(xiàn)，不同特性的裝飾器所需機(jī)制不同。如上述代碼中的@property裝飾器就可以使用下面的代碼來實(shí)現(xiàn)。

class Prop(object):
    def __init__(self, fget):
        self.fget = fget
 
    def __get__(self, instance, owner):
        return self.fget(instance)

具體的使用效果如下：

class Foo(object):
    def __init__(self, height, weigth):
        self.height = height
        self.weigth = weigth
 
    @Prop
    def ratio(self):
        return self.height / self.weigth
 
foo = Foo(176, 120)
print(foo.ratio)    # => 1.4666666666666666

可以看到效果和原生的@property裝飾器是一樣的。

類實(shí)現(xiàn)的裝飾器

在之前對(duì)于裝飾器的說明中，有說道裝飾器是一個(gè)callable對(duì)象。除了函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)裝飾器之外，還可以通過類來實(shí)現(xiàn)。那么類實(shí)現(xiàn)裝飾器的具體代碼如下：

class Warp(object):
    def __init__(self):
        pass
 
    def __call__(self, obj):
        obj.name = 'warp'
        return obj

這個(gè)類裝飾器實(shí)現(xiàn)的功能，也是給傳入的對(duì)象添加name屬性，并設(shè)置其值為warp。其調(diào)用效果如下：

@Warp()
def foo():
    pass
 
print(foo.name)    # => warp

裝飾帶參數(shù)/返回值的對(duì)象

前面列舉的所有例子，被裝飾的對(duì)象都是無參數(shù)的。如果你需要裝飾一個(gè)帶參數(shù)的對(duì)象。那么就需要響應(yīng)的修改下裝飾器代碼了。注意：這里特指那些模擬類型的裝飾器。即函數(shù)裝飾器、類方法裝飾器、類裝飾器。

假設(shè)我們先有一個(gè)帶參數(shù)的函數(shù)，其內(nèi)容如下：

def add(x, y):
    return x * y

如果使用原來的函數(shù)裝飾器，肯定就會(huì)出錯(cuò)。主要因?yàn)檫@個(gè)函數(shù)帶參數(shù)，并且也有返回值。而原來的函數(shù)裝飾器則不能支持，原函數(shù)裝飾器如下：

def outer(func):         # 函數(shù)裝飾器
    def inner():
        func()
 
    return inner

可以看到inner模擬的僅僅是一個(gè)無參數(shù)、無返回值的對(duì)象。所以需要進(jìn)行如下的修改：

def outer(func):         # 函數(shù)裝飾器
    def inner(x, y):
        print('hello inner')
        return func(x, y)
 
    return inner

這樣的函數(shù)裝飾器就可以裝飾add函數(shù)了。因?yàn)閕nner函數(shù)添加了x，y參數(shù)，調(diào)用func對(duì)象時(shí)也添加了參數(shù)，并且返回了func對(duì)象的返回值。具體使用效果如下：

@outer
def add(x, y):
    return x * y
 
print(add(2, 3))    # => 6

上述代碼雖然可以實(shí)現(xiàn)add的裝飾功能，但是如果現(xiàn)在我們?cè)诔霈F(xiàn)一個(gè)三個(gè)參數(shù)的函數(shù)需要裝飾，或者一個(gè)帶默認(rèn)值參數(shù)的韓式需要裝飾怎么辦。我們不可能為沒一個(gè)不同參數(shù)的函數(shù)都寫一個(gè)相同功能的裝飾器。所以終極的函數(shù)裝飾器的寫法如下：

def outer(func):         # 函數(shù)裝飾器
    def inner(*args, **kwargs):
        print('hello inner')
        return func(*args, **kwargs)
 
    return inner

這里使用了python中動(dòng)態(tài)參數(shù)的概念，這樣裝飾器就可以支持任意的組合參數(shù)的函數(shù)了。

裝飾器帶參數(shù)

上面說到的是被修飾的對(duì)象帶參數(shù)的情況，還有一種情況就是裝飾器本身希望支持帶參數(shù)。這種情況類似于函數(shù)模塊通過帶參數(shù)可以更加靈活的道理一樣。通過給裝飾器帶上參數(shù)，可以使得裝飾器的功能更加的靈活。代碼如下：

url_mapping = {}
 
def route(url):
    def decorator(func):         # 函數(shù)裝飾器
        url_mapping[url] = func
        return func
    return decorator

上面是一個(gè)URL路由映射的裝飾器，可以給不同的函數(shù)綁定不同的路由。如果裝飾器不能帶參數(shù)，則無法實(shí)現(xiàn)這樣的功能。其使用效果如下：

@route('/home')
def home():
    pass
    
@route('/index')
def index():
    pass
    
print(url_mapping)  # => {'/home': <function home at 0x01DAD810>, '/index': <function index at 0x01DAD7C8>}

裝飾器應(yīng)用

Python裝飾器的應(yīng)用比較廣泛，大部分場(chǎng)景的公共處理邏輯都可以使用裝飾器去簡(jiǎn)化。（使用上類似于JAVA中的注解）一般比較常見的場(chǎng)景比如：

日志記錄

權(quán)限驗(yàn)證單

例模式競(jìng)爭(zhēng)

資源管理

到此這篇關(guān)于Python各種類型裝飾器詳細(xì)介紹的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python裝飾器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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