简单无门槛，3分钟学会 Python 装饰器

一、引出装饰器功能

1. 输入

def decorator_func(func):
    def inner_wrapper():
        print('do other something except func of args.')
        func()
    return inner_wrapper
 
def hello_world():
    print('say hello world to everybody!')
 
hello_world = decorator_func(hello_world)
hello_world()

2. 输出

do other something except func of args.
say hello world to everybody!

3. 代码逻辑解释

1. hello_world = decorator_func(hello_world)这段代码表示：由变量 hello_world 来接收 decorator_func 函数返回的内部函数对象 inner_wrapper

2. hello_world()这段代码表示：调用内部函数 inner_wrapper(), 而内部函数 inner_wrapper()中又调用了原函数 hello_world(), 因此输出结果先是打印内部函数 inner_wrapper() 里的“do other something except func of args.”, 然后再输出打印原函数 hello_world() 里的“say hello world to everybody!”

3. decorator_func()函数此时相当于一个装饰器，它的功能是把真正需要执行的函数 hello_world() 包裹在函数内部，与此同时，还添加了一些非函数 hello_world() 的逻辑，这样也能保证原函数 hello_world() 逻辑不变

二、无参数 Python 装饰器

在 Python 中上面的代码还有更简单、优雅的编写方式如下

def decorator_func(func):
    def inner_wrapper():
        print('do other something except func of args.')
        func()
    return inner_wrapper
    
@decorator_func
def hello_world():
    print('say hello world to everybody!')
 
hello_world()

@decorator_func这里的@被称之为语法糖

@decorator_func替换了上面的hello_world = decorator_func(hello_world)语句及其功能，形式看起来更加简洁

PS: 装饰器的作用：极大提高了函数的重复利用和程序的可读性

三、任意参数 Python 装饰器

使用场景

当有多个函数需要用到同一装饰器，且不同函数所需传递的参数数量或类型不一致时，可以在装饰器定义时使用任意数量和类型的参数

改造装饰器

def decorator_func(func):
    def inner_wrapper(*args, **kwargs):
        print('do other something except func of args.')
        func(*args, **kwargs)
    return inner_wrapper
    
@decorator_func
def hello_world(message):
    print('say hello world to' + str(message))
    
@decorator_func
def hello_myself(name, word):
    print(str(name) + 'say hello world to' + str(word))
 
hello_world('this is a message!')
hello_myself('nancy', 'hello world!')

四、内置装饰器@functools.wrap

1. 输入

def decorator_func(func):
    def inner_wrapper(*args, **kwargs):
        print('do other something except func of args.')
        func(*args, **kwargs)
    return inner_wrapper
    
@decorator_func
def hello_world(message):
    print('say hello world to' + str(message))
    
print(hello_world.__name__)
print(help(hello_world))

2. 输出

inner_wrapper
 
Help on function inner_wrapper in module __main__:
inner_wrapper(*args, **kwargs)

从输出结果发现，hello_world() 函数被装饰器装饰以后，它的元信息变了

元信息输出结果说明“它不再是以前的那个 hello_world() 函数，而是被 inner_wrapper() 函数取代了”

可以使用内置的装饰器 @functools.wrap，解决元信息丢失的问题，@functools.wrap 会帮助保留原函数的元信息（工作原理是将原函数的元信息，拷贝到对应的装饰器函数里）

修改后代码实例

# 输入
import functools
 
def decorator_func(func):
    @functools.wraps(func)
    def inner_wrapper(*args, **kwargs):
        print('do other something except func of args.')
        func(*args, **kwargs)
    return inner_wrapper
    
@decorator_func
def hello_world(message):
    print(message)
 
print(hello_world.__name__)
 
# 输出
'hello_world'

五、类装饰器

上面讲到了函数作为装饰器的用法，实际上在 Python 中 类也可以作为装饰器，称为类装饰器

类装饰器主要依赖于函数__call_()，每当你调用一个类的实例时，函数__call__()就会被执行一次

类装饰器实例代码

1. 输入

class SumNumber:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
        self.number_calls = 0
 
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        self.number_calls += 1
        print('number of calls is: {}'.format(self.number_calls))
        return self.func(*args, **kwargs)
 
@SumNumber
def test_count():
    print("hello world")
 
test_count()
test_count()

2. 输出

number of calls is: 1
hello world

number of calls is: 2
hello world

输入代码中定义了类 SumNumber，初始化时传入原函数 func()，而__call__() 函数定义逻辑让变量 number_calls 每次调用时自增 1，然后输出，同时调用原函数

所以在第一次调用函数 test_count() 时，number_calls 的值是 1，而在第二次调用时，它的值是在上一次调用的值的基础上再+1，所以值变成了 2

六、装饰器的嵌套

上面讲的示例都是一个装饰器的情况，但实际上在 Python 中也支持多个装饰器，也称做装饰器的嵌套，具体写法如下：

@decorator_func1
@decorator_func2
@decorator_func3
def hello_world():
    print('hello world')

PS: 嵌套装饰器的执行顺序是由外到里

具体示例改造

1. 输入

import functools
 
def decorator_func1(func):
    @functools.wraps(func)
    def inner_wrapper(*args, **kwargs):
        print('this is a message of execute decorator_func1')
        func(*args, **kwargs)
    return inner_wrapper
 
 
def decorator_func2(func):
    @functools.wraps(func)
    def inner_wrapper(*args, **kwargs):
        print('this is a message of execute decorator_func2')
        func(*args, **kwargs)
    return inner_wrapper
 
 
@decorator_func1
@decorator_func2
def hello_world(message):
    print(message)

hello_world('hello world！！！')

2. 输出

this is a message of execute decorator_func1
this is a message of execute decorator_func2
hello world！！！

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