python 进阶篇 函数装饰器和类装饰器

函数装饰器

1. 简单装饰器

   def my_decorator(func):
       def wrapper():
           print('wrapper of decorator')
           func()
       return wrapper
   
   def greet():
       print('hello world')
   
   greet = my_decorator(greet)
   greet()
   
   # 输出
   # wrapper of decorator
   # hello world
   

   上述代码在 Python 中有更简单、更优雅的表示：

   def my_decorator(func):
       def wrapper():
           print('wrapper of decorator')
           func()
       return wrapper
   
   @my_decorator
   def greet():
       print('hello world')
   
   greet()
   
   # 输出
   # wrapper of decorator
   # hello world
   

2. 带参数的装饰器

   def my_decorator(func):
       def wrapper(*args, **kwargs):
           print('wrapper of decorator')
           func(*args, **kwargs)
       return wrapper
   
   @my_decorator
   def greet(message):
       print(message)
   
   greet('hello world')
   
   # 输出
   # wrapper of decorator
   # hello world
   

3. 自定义参数的装饰器

   def repeat(num):
       def my_decorator(func):
           def wrapper(*args, **kwargs):
               for i in range(num):
                   print('wrapper of decorator {}'.format(i))
                   func(*args, **kwargs)
           return wrapper
       return my_decorator
   
   @repeat(4)
   def greet(message):
       print(message)
   
   greet('hello world')
   
   # 输出：
   # wrapper of decorator 0
   # hello world
   # wrapper of decorator 1
   # hello world
   # wrapper of decorator 2
   # hello world
   # wrapper of decorator 3
   # hello world
   

4. 原函数还是原函数吗？

   试着打印出 greet() 函数的一些元信息：

   greet.__name__
   ## 输出
   'wrapper'
   
   help(greet)
   # 输出
   Help on function wrapper in module __main__:
   
   wrapper(*args, **kwargs)
   

   greet() 函数被装饰以后，它的元信息变了。元信息告诉我们“它不再是以前的那个 greet() 函数，而是被 wrapper() 函数取代了”。

   为了解决这个问题，通常使用内置的装饰器@functools.wrap，它会帮助保留原函数的元信息（也就是将原函数的元信息，拷贝到对应的装饰器函数里）。

   import functools
   
   def my_decorator(func):
       @functools.wraps(func)
       def wrapper(*args, **kwargs):
           print('wrapper of decorator')
           func(*args, **kwargs)
       return wrapper
   
   @my_decorator
   def greet(message):
       print(message)
   
   greet.__name__
   
   # 输出
   'greet'
   

类装饰器

实际上，类也可以作为装饰器。类装饰器主要依赖于函数__call__()，每当你调用一个类的示例时，函数__call__()就会被执行一次。

class Count:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
        self.num_calls = 0

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        self.num_calls += 1
        print('num of calls is: {}'.format(self.num_calls))
        return self.func(*args, **kwargs)

@Count
def example():
    print("hello world")

example()

# 输出
num of calls is: 1
hello world

example()

# 输出
num of calls is: 2
hello world

我们定义了类 Count，初始化时传入原函数 func()，而__call__()函数表示让变量 num_calls 自增 1，然后打印，并且调用原函数。因此，在我们第一次调用函数 example() 时，num_calls 的值是 1，而在第二次调用时，它的值变成了 2

装饰器的应用

• 身份认证 authenticate

• 日志记录

• 输入合理性检查 validation_check

• 缓存 lru_cache

  通常使用缓存装饰器，来包裹这些检查函数，避免其被反复调用，进而提高程序运行效率，比如写成下面这样

  @lru_cache
  def check(param1, param2, ...) # 检查用户设备类型，版本号等等
      ...