Python装饰器的从入门到高阶用法详解!

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

进群进群：700341555可以获取Python各类入门学习资料！

这是我的微信公众号【Python编程之家】各位大佬用空可以关注下，每天更新Python学习方法，感谢！

111111111111.png

image

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
def logger(func):
 def wrapper(*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！！')
 return wrapper

</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。

@logger
def add(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
def timer(func):
 def wrapper(*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))
 return wrapper

</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。

import time
@timer
def want_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。

def american():
 print("我来自中国。")
def chinese():
 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")
def american():
 print("我来自中国。")
@say_hello("america")
def chinese():
 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。

def say_hello(contry):
 def wrapper(func):
 def deco(*args, **kwargs):
 if contry == "china":
 print("你好!")
 elif contry == "america":
 print('hello.')
 else:
 return
 # 真正执行函数的地方
 func(*args, **kwargs)
 return deco
 return wrapper

</pre>

执行一下

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

</pre>

看看输出结果。

你好!
我来自中国。
------------
hello.
I am from America

</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。

class logger(object):
 def __init__(self, func):
 self.func = func
 def __call__(self, *args, **kwargs):
 print("[INFO]: the function {func}() is running..."\
 .format(func=self.func.__name__))
 return self.func(*args, **kwargs)
@logger
def say(something):
 print("say {}!".format(something))
say("hello")

</pre>

执行一下，看看输出

[INFO]: the function say() is running...
say hello!

</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。

class logger(object):
 def __init__(self, level='INFO'):
 self.level = level
 def __call__(self, func): # 接受函数
 def wrapper(*args, **kwargs):
 print("[{level}]: the function {func}() is running..."\
 .format(level=self.level, func=func.__name__))
 func(*args, **kwargs)
 return wrapper #返回函数
@logger(level='WARNING')
def say(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]: the function say() is running...
say hello!

</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

class Student(object):
 def __init__(self, name, age=None):
 self.name = name
 self.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。

class Student(object):
 def __init__(self, name):
 self.name = name
 self.name = None
 def set_age(self, age):
 if not isinstance(age, int):
 raise ValueError('输入不合法：年龄必须为数值!')
 if not 0 < age < 100:
 raise ValueError('输入不合法：年龄范围必须0-100')
 self._age=age
 def get_age(self):
 return self._age
 def del_age(self):
 self._age = None
XiaoMing = 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。

class Student(object):
 def __init__(self, name):
 self.name = name
 self.name = None
 @property
 def age(self):
 return self._age
 @age.setter
 def age(self, value):
 if not isinstance(value, int):
 raise ValueError('输入不合法：年龄必须为数值!')
 if not 0 < value < 100:
 raise ValueError('输入不合法：年龄范围必须0-100')
 self._age=value
 @age.deleter
 def age(self):
 del self._age
XiaoMing = 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。

import signal
class TimeoutException(Exception):
 def __init__(self, error='Timeout waiting for response from Cloud'):
 Exception.__init__(self, error)
def timeout_limit(timeout_time):
 def wraps(func):
 def handler(signum, frame):
 raise TimeoutException()
 def deco(*args, **kwargs):
 signal.signal(signal.SIGALRM, handler)
 signal.alarm(timeout_time)
 func(*args, **kwargs)
 signal.alarm(0)
 return deco
 return wraps

</pre>

Python装饰器的从入门到高阶用法详解!

猜你喜欢