python奇遇记:深入理解装饰器

发布时间:2019-08-05 发布网站:脚本宝典
脚本宝典收集整理的这篇文章主要介绍了python奇遇记:深入理解装饰器脚本宝典觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

什么是装饰器

装饰器是什么简单来说,装饰器可以改变一个函数的行为,比如原本有一个函数用来计算菲波那切数列,我们给这个函数加个计算执行时间的装饰器,这样原来的函数不仅能够计算菲波那切数列,而且还可以输出计算花费了多少时间。

在Python中,有几个很常见的内置装饰器:比如@staticmethod, 它可以将一个类的方法声明为静态的。@PRoPErty, 为类中的变量设置get和set方法,保证了封装性。

如果你使用过python的web框架(比如flask)开发过网站,你应该经常会见到装饰器,像下面这样:

@app.route("/")
def hello():
    return "Hello World!"

这段代码把路由绑定到hello函数上,这样你输入网址之后就可以看到Hello World

先来看个很简单的例子:

# 定义了一个装饰器
def deco(func):
  def hah():
      print('hahha')
  return hah

上面我们定义了一个装饰器,打印hahah,接下来使用:

# 使用这个装饰器
@deco
def lal():
    prITn('lalalala')

lal()

执行lal()会输出hahha。 可见deco装饰器改变了lal函数的功能。上面的代码中,我们实际上是把lal函数放入了deco函数,像这样:

lal = deco(lal)

不过,直接使用@标志把装饰器放在某个函数上更方便一点而已。

装饰器其实就是一个函数嵌套另一个函数(这里涉及到一个概念叫做闭包,下面会讲到)。在装饰器的定义中,需要把内部的函数返回(像hah),内部函数用来真正的改变被装饰函数的功能。

不过,上面定义的装饰器好像没什么用,我们来真正的写一个装饰器,像文章开头说的那样,定义一个装饰器计算函数执行的时间。

实现一个简单的装饰器

import time
# 这个装饰器接收一个函数作为参数
def clock(func):
  # clocked用来改变被装饰函数功能
  # 接收任意可变参数
    def clocked(*args):
      #先计算时间
        t0 = time.perf_counter()
        # 然后运行被装饰的函数
        result = func(*args)
        # 计算运行前后的时间差
        elapsed = time.perf_counter()-t0
        # 函数的名字
        name = func.__name__
        # 被装饰函数的所有变量
        arg_str = ','.join(repr(arg) for arg in args)
        # 输出
        print('[%0.8fs] %s(%s) -> %r' % (elapsed, name, arg_str, result))
        # 返回被装饰函数执行结果
        # 可见装饰器是在原来的函数上增加了某些功能
        # 而不是完全改变被装饰函数
        return result
     # 把clocked函数返回
    return clocked

来使用一下上面定义的装饰器:

@clock
def factorial(n):
    return 1 if n<2 else n*factorial(n-1)
  
result = factorial(6)
print(result)

执行结果:

[0.00000030s] factorial(1) -> 1
[0.00004588s] factorial(2) -> 2
[0.00007184s] factorial(3) -> 6
[0.00060794s] factorial(4) -> 24
[0.00064205s] factorial(5) -> 120
[0.00066801s] factorial(6) -> 720
720

可以看到,在输出计算结果的同时,输出了每一步的执行时间。

装饰器除了改变函数功能之外还有一个特性是,函数装饰器在导入模块时立即执行,而被装饰的函数只在明确调用时运行。这点需要注意。

当然了,装饰器之上还可以放一个装饰器,不过是多了一层嵌套而已。

python中还有一个内置的模块functools,这里面定义了一些常用的装饰器函数,帮助你更好地定义自己的装饰器。这里就不讲了。

闭包

说到闭包,在上面的代码中我们已经见识到了,函数中嵌套函数就是闭包。严格来说,闭包是指延伸了作用域的函数,怎么理解?不如来看个例子:

我们定义一个函数不断计算平均值,它会记住上一次计算的值进行累计。

# 先看一些效果
avg = make_averager()
print(avg(10))
print(avg(11))
print(avg(12))

输出如下:

10.0
10.5
11.0

第一次输出10,第二次输出10加11的平均值,第三次输出10加11加12的平均值。

怎么实现的?

def make_averager():
  # 局部变量series
  # 用来保存每次输入的值
    series = []
    def averager(new_value):
        series.append(new_value)
        total = sum(series)
        return total/len(series)
    return averager

上面的函数中,series是局部变量。当我们调用avg(10)的时候,函数已经返回了,按理说它的本地作用域已经不存在了,但是我们还是可以继续使用。这是因为series其实是自由变量,它不受本地作用域的限制。需要注意的是,对于不可变类型,需要显示用关键字nonlocal 声明自由变量,如果不声明的话,会隐式的创建局部变量,这样自由变量就会失效。而可变类型则不需要。比如,我们来更改一下上面的代码:

# 改一下求平均值的函数
# 用另一种方法
def make_averager():
   count = 0
   total = 0
   def averager(new_value):
      # count、total是不可变类型
      # 需要声明为自由变量
     nonlocal count, total
     count += 1
     total += new_value
     return total / count
   return averager

除了上面说的装饰器的用法之外,我们还可以为装饰器添加参数,像app.route('/') 这样,限于篇幅,下一篇文章再介绍。

脚本宝典总结

以上是脚本宝典为你收集整理的python奇遇记:深入理解装饰器全部内容,希望文章能够帮你解决python奇遇记:深入理解装饰器所遇到的问题。

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