Python decorator装饰器

瞥一眼装饰器模式

装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。我们通过下面的实例来演示装饰器模式的用法。其中，我们将把一个形状装饰上不同的颜色，同时又不改变形状类。

装饰器模式介绍

意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。关键代码： 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。应用实例： 1、孙悟空有 72 变，当他变成"庙宇"后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能。 2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。缺点：多层装饰比较复杂。使用场景： 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。注意事项：可代替继承。

什么是Python装饰器

Python装饰器本质上是一个Python函数，它可以让其他函数在不需要做任何代码变动的前提下增加额外功能，装饰器的返回值也是一个函数对象。它经常用于有切面需求的场景，比如：插入日志、性能测试、事务处理、缓存、权限校验等场景。装饰器是解决这类问题的绝佳设计，有了装饰器，我们就可以抽离出大量与函数功能本身无关的雷同代码并继续重用。概括的讲，装饰器的作用就是为已经存在的对象添加额外的功能。

下面我们以一个示例来一步步深入解释Python装饰器

1.我们来获得一个程序的大概执行时间

我们可以直接把计时逻辑方法”myfunc”内部，但是这样的话，如果要给另一个函数计时，就需要重复计时的逻辑。所以比较好的做法是把计时逻辑放到另一个函数中

import timedef dec(func):    start=time.time()    func()    end=time.time()    passedtime=(end-start)*1000    print(passedtime)def myfunc():    print("function start")    time.sleep(1)    print("end of function")dec(myfunc)myfunc()

运行结果：

function startend of function1000.0154972076416function startend of function

但是，上面的做法也有一个问题，就是所有的myfunc调用处都要改为dec(myfunc）

2.下面，做一些改动，来避免计时功能对myfunc函数调用代码的影响

import timedef dec(func):    def wrapper():        start=time.time()        func()        end=time.time()        passedtime=(end-start)*1000        print(passedtime)    return wrapperdef myfunc():    print("function start")    time.sleep(1)    print("end of function")print("funciton name is: ",myfunc.__name__) myfunc=dec(myfunc) print("funciton name is: ",myfunc.__name__)myfunc()

运行结果

funciton name is:  myfuncfunciton name is:  wrapperfunction startend of function1000.0152587890625

经过了上面的改动后，一个比较完整的装饰器dec就实现了，装饰器没有影响原来的函数，以及函数调用的代码。例子中值得注意的地方是，Python中一切都是对象，函数也是，所以代码中改变了myfunc对应的函数对象。

3.装饰器语法糖

在Python中，可以使用”@”语法糖来精简装饰器的代码：

import timedef dec(func):    def wrapper():        start=time.time()        func()        end=time.time()        passedtime=(end-start)*1000        print(passedtime)    return wrapper@decdef myfunc():    print("function start")    time.sleep(1)    print("end of function")print("funciton name is: ",myfunc.__name__) myfunc()

运行结果

funciton name is:  wrapperfunction startend of function1000.0152587890625

使用了”@”语法糖后，我们就不需要额外代码来给myfunc重新赋值了，其实@dec的本质就是myfunc = dec(myfunc)，当认清了这一点后，后面看带参数的装饰器就简单了。

被装饰的函数带参数

对于被装饰函数需要支持参数的情况，我们只要使装饰器的内嵌函数支持同样的签名即可。比如我们的函数是function(a,b),则装饰器就需要改为同样的格式，参数名字可以不一样：wrapper(aa,bb)这里还有一个问题，如果多个函数拥有不同的参数形式，怎么共用同样的装饰器？在Python中，函数可以支持(*args, **kwargs)可变参数，所以装饰器可以通过可变参数形式来实现内嵌函数的签名。

带参数的装饰器

装饰器本身也可以支持参数，例如说可以通过装饰器的参数来禁止计时功能通过例子可以看到，如果装饰器本身需要支持参数，那么装饰器就需要多一层的内嵌函数。

装饰器调用顺序
装饰器是可以叠加使用的，那么这是就涉及到装饰器调用顺序了。对于Python中的”@”语法糖，装饰器的调用顺序与使用 @ 语法糖声明的顺序相反。

@a@b@cdef f ():

等效于

f = a(b(c(f)))

Python内置装饰器

在Python中有三个内置的装饰器，都是跟class相关的：staticmethod、classmethod 和property。

• staticmethod 是类静态方法，其跟成员方法的区别是没有 self 参数，并且可以在类不进行实例化的情况下调用
• classmethod 与成员方法的区别在于所接收的第一个参数不是 self （类实例的指针），而是cls（当前类的具体类型）
• property 是属性的意思，表示可以通过通过类实例直接访问的信息

在Python装饰器中其实涉及到了一个很重要的函数思想‘闭包’，为了更好的理解装饰器，建议大家去学习了解一下闭包。
或者说等我出一博客来介绍一下，等某天吧。