Python装饰器的从入门到高阶用法详解!

作者: 编程新视野 | 来源:发表于2019-01-17 15:16 被阅读0次

Python装饰器的从入门到高阶用法详解!
十足干货｜Python装饰器的从入门到高阶用法详解！
一篇文章搞懂装饰器所有用法（建议收藏）
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首先要恭喜你，点进了这一篇十足干货。

不怕感动自己，这篇文章，小编足足整理了三天之久。绝对值得收藏，以备后用。

今天小明要讲的是，Python中的装饰器内容。

我会从装饰器的入门用法逐步讲到其高阶用法

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目录如下

装饰器语法糖

入门用法：日志打印器

入门用法：时间计时器

进阶用法：带参数的函数装饰器

高阶用法：不带参数的类装饰器

高阶用法：带参数的类装饰器

内置装饰器：property

其他装饰器：装饰器实战

. 装饰器语法糖

如果你接触 Python 有一段时间了的话，想必你对 @ 符号一定不陌生了，没错 @ 符号就是装饰器的语法糖。

它放在函数开始定义的地方，它就像一顶帽子一样戴在函数的头上。和这个函数绑定在一起。在我们调用这个函数的时候，第一件事并不是执行这个函数，而是将这个函数做为参数传入它头顶上这顶帽子，这顶帽子我们称之为装饰函数或装饰器。

你要问我装饰器可以实现什么功能？这个真的是无解，小明只能说你的脑洞有多大，装饰器就有多强大。

装饰器的使用方法很固定：

先定义一个装饰函数（帽子）

再定义你的业务函数（人）

最后把这顶帽子带在这个人头上

装饰器的简单的用法有很多，这里举两个常见的。

日志打印器

时间计时器

. 入门用法：日志打印器

首先是日志打印器。

实现的功能：

在函数执行前，先打印一行日志告知一下主人，我要执行函数了。在函数执行完，也不能拍拍屁股就走人了，咱可是有礼貌的代码，再打印一行日志告知下主人，我执行完啦。

# 这是装饰函数deflogger(func):defwrapper(*args, **kw):print('我准备开始计算：{} 函数了:'.format(func.__name__))# 真正执行的是这行。func(*args, **kw) print('啊哈，我计算完啦。给自己加个鸡腿！！')returnwrapper

</pre>

假如，我的业务函数是，计算两个数之和。写好后，直接给它带上帽子。

@loggerdefadd(x, y):print('{} + {} = {}'.format(x, y, x+y))

</pre>

然后我们来计算一下。

add(200, 50)

</pre>

快来看看输出了什么，神奇不？

我准备开始计算：add 函数了:

200 + 50 = 250

啊哈，我计算完啦。给自己加个鸡腿！

</pre>

. 入门用法：时间计时器

再来看看时间计时器

实现功能：

顾名思义，就是计算一个函数的执行时长。

# 这是装饰函数deftimer(func):defwrapper(*args, **kw):t1=time.time()# 这是函数真正执行的地方func(*args, **kw) t2=time.time()# 计算下时长cost_time = t2-t1 print("花费时间：{}秒".format(cost_time))returnwrapper

</pre>

假如，我们的函数是要睡眠 2秒（冏~，小明实在不知道要举什么例子了）。这样也能更好的看出这个计算时长到底靠不靠谱。

importtime@timerdefwant_sleep(sleep_time):time.sleep(sleep_time)want_sleep(2)

</pre>

来看看，输出。真的是2秒耶。真历害！！！

花费时间：2.0073800086975098秒

</pre>

. 进阶用法：带参数的函数装饰器

通过上面简单的入门，你大概已经感受到了装饰的神奇魅力了。

不过，装饰器的用法远不止如此。我们今天就要把这个知识点讲透。

上面的例子，装饰器是不能接收参数的。其用法，只能适用于一些简单的场景。不传参的装饰器，只能对被装饰函数，执行固定逻辑。

如果你有经验，你一定经常在项目中，看到有的装饰器是带有参数的。

装饰器本身是一个函数，既然做为一个函数都不能携带函数，那这个函数的功能就很受限。只能执行固定的逻辑。这无疑是非常不合理的。而如果我们要用到两个内容大体一致，只是某些地方不同的逻辑。不传参的话，我们就要写两个装饰器。小明觉得这不能忍。

那么装饰器如何实现传参呢，会比较复杂，需要两层嵌套。

同样，我们也来举个例子。

我们要在这两个函数的执行的时候，分别根据其国籍，来说出一段打招呼的话。

defamerican():print("我来自中国。")defchinese():print("I am from America.")

</pre>

在给他们俩戴上装饰器的时候，就要跟装饰器说，这个人是哪国人，然后装饰器就会做出判断，打出对应的招呼。

戴上帽子后，是这样的。

@say_hello("china")defamerican():print("我来自中国。")@say_hello("america")defchinese():print("I am from America.")

</pre>

万事俱备，只差帽子了。来定义一下，这里需要两层嵌套。

defsay_hello(contry):defwrapper(func):defdeco(*args, **kwargs):ifcontry =="china": print("你好!")elifcontry =="america": print('hello.')else:return# 真正执行函数的地方func(*args, **kwargs)returndecoreturnwrapper

</pre>

执行一下

american()print("------------")chinese()

</pre>

看看输出结果。

你好!我来自中国。------------hello.I amfromAmerica

</pre>

emmmm，这很NB。。。

. 高阶用法：不带参数的类装饰器

以上都是基于函数实现的装饰器，在阅读别人代码时，还可以时常发现还有基于类实现的装饰器。

基于类装饰器的实现，必须实现call和init两个内置函数。

init：接收被装饰函数

call：实现装饰逻辑。

classlogger(object):def__init__(self, func):self.func = funcdef__call__(self, *args, **kwargs): print("[INFO]: the function {func}() is running..."\ .format(func=self.func.__name__))returnself.func(*args, **kwargs)@loggerdefsay(something): print("say {}!".format(something))say("hello")

</pre>

执行一下，看看输出

[INFO]: thefunctionsay()isrunning...sayhello!

</pre>

. 高阶用法：带参数的类装饰器

上面不带参数的例子，你发现没有，只能打印INFO级别的日志，正常情况下，我们还需要打印DEBUG WARNING等级别的日志。这就需要给类装饰器传入参数，给这个函数指定级别了。

带参数和不带参数的类装饰器有很大的不同。

init：不再接收被装饰函数，而是接收传入参数。

call：接收被装饰函数，实现装饰逻辑。

classlogger(object):def__init__(self, level='INFO'):self.level = leveldef__call__(self, func):# 接受函数defwrapper(*args, **kwargs): print("[{level}]: the function {func}() is running..."\ .format(level=self.level, func=func.__name__)) func(*args, **kwargs)returnwrapper#返回函数@logger(level='WARNING')defsay(something): print("say {}!".format(something))say("hello")

</pre>

我们指定WARNING级别，运行一下，来看看输出。

[WARNING]: thefunctionsay()isrunning...sayhello!

</pre>

. 内置装饰器：property

以上，我们介绍的都是自定义的装饰器。

其实Python语言本身也有一些装饰器。比如property这个内建装饰器，我们再熟悉不过了。

它通常存在于类中，可以将一个函数定义成一个属性，属性的值就是该函数return的内容。

通常我们给实例绑定属性是这样的

classStudent(object):def__init__(self, name, age=None):self.name = nameself.age = age# 实例化XiaoMing = Student("小明")# 添加属性XiaoMing.age=25# 查询属性XiaoMing.age# 删除属性del XiaoMing.age

</pre>

但是稍有经验的开发人员，一下就可以看出，这样直接把属性暴露出去，虽然写起来很简单，但是并不能对属性的值做合法性限制。为了实现这个功能，我们可以这样写。

classStudent(object):def__init__(self, name):self.name = nameself.name = Nonedefset_age(self, age):ifnotisinstance(age, int): raise ValueError('输入不合法：年龄必须为数值!')ifnot0< age <100: raise ValueError('输入不合法：年龄范围必须0-100')self._age=agedefget_age(self):returnself._agedefdel_age(self):self._age = NoneXiaoMing = Student("小明")# 添加属性XiaoMing.set_age(25)# 查询属性XiaoMing.get_age()# 删除属性XiaoMing.del_age()

</pre>

上面的代码设计虽然可以变量的定义，但是可以发现不管是获取还是赋值（通过函数）都和我们平时见到的不一样。

按照我们思维习惯应该是这样的。

# 赋值XiaoMing.age = 25# 获取XiaoMing.age

</pre>

那么这样的方式我们如何实现呢。请看下面的代码。

classStudent(object):def__init__(self, name):self.name = nameself.name = None @propertydefage(self):returnself._age @age.setterdefage(self, value):ifnotisinstance(value, int): raise ValueError('输入不合法：年龄必须为数值!')ifnot0< value <100: raise ValueError('输入不合法：年龄范围必须0-100')self._age=value @age.deleterdefage(self): delself._ageXiaoMing = Student("小明")# 设置属性XiaoMing.age =25# 查询属性XiaoMing.age# 删除属性del XiaoMing.age

</pre>

用@property装饰过的函数，会将一个函数定义成一个属性，属性的值就是该函数return的内容。同时，会将这个函数变成另外一个装饰器。就像后面我们使用的@age.setter和@age.deleter。

@age.setter 使得我们可以使用XiaoMing.age = 25这样的方式直接赋值。

@age.deleter 使得我们可以使用del XiaoMing.age这样的方式来删除属性。

. 其他装饰器：装饰器实战

读完并理解了上面的内容，你可以说是Python高手了。别怀疑，自信点，因为很多人都不知道装饰器有这么多用法呢。

在小明看来，使用装饰器，可以达到如下目的：

使代码可读性更高，逼格更高；

代码结构更加清晰，代码冗余度更低；

刚好小明在最近也有一个场景，可以用装饰器很好的实现，暂且放上来看看。

这是一个实现控制函数运行超时的装饰器。如果超时，则会抛出超时异常。

有兴趣的可以看看。

importsignalclassTimeoutException(Exception):def__init__(self, error='Timeout waiting for response from Cloud'):Exception.__init__(self, error)deftimeout_limit(timeout_time):defwraps(func):defhandler(signum, frame):raiseTimeoutException()defdeco(*args, **kwargs):signal.signal(signal.SIGALRM, handler) signal.alarm(timeout_time) func(*args, **kwargs) signal.alarm(0)returndecoreturnwraps