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5個案例詳解裝飾器 | 手把手教你入門Python之四十六

上一篇： 詳解高階函數和閉包 | 手把手教你入門Python之四十五 下一篇： 常見系統子產品彙總 | 手把手教你入門Python之四十七 本文來自于千鋒教育在阿裡雲開發者社群學習中心上線課程 《Python入門2020最新大課》 ，主講人姜偉。

裝飾器

裝飾器是程式開發中經常會⽤到的⼀個功能，⽤好了裝飾器，開發效率如⻁添翼，是以這也是Python⾯試中必問的問題。但對于好多初次接觸這個知識的⼈來講，這個功能有點繞，⾃學時直接繞過去了，然後⾯試問到了就挂了，因為裝飾器是程式開發的基礎知識，這個都不會，别跟⼈家說你會Python, 看了下⾯的⽂章，保證你學會裝飾器。

1、先明⽩這段代碼 

#### 第⼀波 ####
def foo():
 print('foo')
foo # 表示是函數
foo() # 表示執⾏foo函數
#### 第⼆波 ####
def foo():
 print('foo')
foo = lambda x: x + 1
foo() # 執⾏lambda表達式，⽽不再是原來的foo函數，因為foo這個名字被重新指向了另外⼀個匿名函數

函數名僅僅是個變量，隻不過指向了定義的函數⽽已，是以才能通過 函數名()調⽤，如果 函數名=xxx被修改了，那麼當在執⾏ 函數名()時，調⽤的就不知之前的那個函數了

2、需求來了

初創公司有N個業務部⻔，基礎平台部⻔負責提供底層的功能，如：資料庫操作、redis調⽤、監控API等功能。業務部⻔使⽤基礎功能時，隻需調⽤基礎平台提供的功能即可。如下：

############### 基礎平台提供的功能如下 ###############
def f1():
 print('f1')
def f2():
 print('f2')
def f3():
 print('f3')
def f4():
 print('f4')
############### 業務部⻔A 調⽤基礎平台提供的功能 ###############
f1()
f2()
f3()
f4()
############### 業務部⻔B 調⽤基礎平台提供的功能 ###############
f1()
f2()
f3()
f4()

⽬前公司有條不紊的進⾏着，但是，以前基礎平台的開發⼈員在寫代碼時候沒有關注驗證相關的問題，即：

基礎平台的提供的功能可以被任何⼈使⽤。現在需要對基礎平台的所有功能進⾏重構，為平台提供的所有功能添加驗證機制，即：執⾏功能前，先進⾏驗證。

⽼⼤把⼯作交給 Low B，他是這麼做的：

跟每個業務部⻔交涉，每個業務部⻔⾃⼰寫代碼，調⽤基礎平台的功能之前先驗證。诶，這樣⼀來基礎

平台就不需要做任何修改了。太棒了，有充⾜的時間泡妹⼦...

當天Low B 被開除了…

⽼⼤把⼯作交給 Low BB，他是這麼做的： 

############### 基礎平台提供的功能如下 ###############
def f1():
 # 驗證1
 # 驗證2
 # 驗證3
 print('f1')
def f2():
 # 驗證1
 # 驗證2
 # 驗證3
 print('f2')
def f3():
 # 驗證1
 # 驗證2
 # 驗證3
 print('f3')
def f4():
 # 驗證1
 # 驗證2
 # 驗證3
 print('f4')
############### 業務部⻔不變 ###############
### 業務部⻔A 調⽤基礎平台提供的功能###
f1()
f2()
f3()
f4()
### 業務部⻔B 調⽤基礎平台提供的功能 ###
f1()
f2()
f3()
f4()

過了⼀周 Low BB 被開除了…

⽼⼤把⼯作交給 Low BBB，他是這麼做的：

隻對基礎平台的代碼進⾏重構，其他業務部⻔⽆需做任何修改

############### 基礎平台提供的功能如下 ###############
def check_login():
 # 驗證1
 # 驗證2
 # 驗證3
 pass
def f1():
 check_login()
 print('f1')
def f2():
 check_login()
 print('f2')
def f3():
 check_login()
 print('f3')
def f4():
 check_login()
 print('f4')

⽼⼤看了下Low BBB 的實作，嘴⻆漏出了⼀絲的欣慰的笑，語重⼼⻓的跟Low BBB聊了個天：

老大說：

寫代碼要遵循 開放封閉 原則，雖然在這個原則是⽤的⾯向對象開發，但是也适⽤于函數式程式設計，簡單來

說，它規定已經實作的功能代碼不允許被修改，但可以被擴充，即：

  • 封閉：已實作的功能代碼塊
  • 開放：對擴充開發

如果将開放封閉原則應⽤在上述需求中，那麼就不允許在函數 f1 、f2、f3、f4的内部進⾏修改代碼，⽼闆就給了Low BBB⼀個實作⽅案：

def w1(func):
 def inner():
 # 驗證1
 # 驗證2
 # 驗證3
 func()
 return inner
@w1
def f1():
 print('f1')
@w1
def f2():
 print('f2')
@w1
def f3():
 print('f3')
@w1
def f4():
 print('f4')

對于上述代碼，也是僅僅對基礎平台的代碼進⾏修改，就可以實作在其他⼈調⽤函數 f1 f2 f3 f4 之前都進⾏

【驗證】操作，并且其他業務部⻔⽆需做任何操作。

Low BBB⼼驚膽戰的問了下，這段代碼的内部執⾏原理是什麼呢？

⽼⼤正要⽣⽓，突然Low BBB的⼿機掉到地上，恰巧屏保就是Low BBB的⼥友照⽚，⽼⼤⼀看⼀緊⼀抖，喜笑顔開，決定和Low BBB交個好朋友。

詳細的開始講解了：

單獨以f1為例：

def w1(func):
 def inner():
 # 驗證1
 # 驗證2
 # 驗證3
 func()
 return inner
@w1
def f1():
 print('f1')

python解釋器就會從上到下解釋代碼，步驟如下：

  1. def w1(func): ==>将w1函數加載到記憶體
  2. @w1

沒錯， 從表⾯上看解釋器僅僅會解釋這兩句代碼，因為函數在 沒有被調⽤之前其内部代碼不會被執⾏。

從表⾯上看解釋器着實會執⾏這兩句，但是 @w1 這⼀句代碼⾥卻有⼤⽂章， @函數名 是python的⼀種文法糖。

上例@w1内部會執⾏⼀下操作：

執⾏w1函數

執⾏w1函數 ，并将 @w1 下⾯的函數作為w1函數的參數，即：@w1 等價于 w1(f1) 是以，内部就會去

執⾏：

def inner():
 #驗證 1
 #驗證 2
 #驗證 3
 f1() # func是參數，此時 func 等于 f1
 return inner# 傳回的 inner，inner代表的是函數，⾮執⾏函數 ,其實就是将原來的 f1 函數塞進另外
⼀個函數中
w1的傳回值

将執⾏完的w1函數傳回值 指派 給@w1下⾯的函數的函數名f1 即将w1的傳回值再重新指派給 f1，即：

新f1 = def inner():
 #驗證 1
 #驗證 2
 #驗證 3
 原來f1()
 return inner

是以，以後業務部⻔想要執⾏ f1 函數時，就會執⾏ 新f1 函數，在新f1 函數内部先執⾏驗證，再執⾏原

來的f1函數，然後将原來f1 函數的傳回值傳回給了業務調⽤者。

如此⼀來， 即執⾏了驗證的功能，⼜執⾏了原來f1函數的内容，并将原f1函數傳回值 傳回給業務調⽤者。

Low BBB 你明⽩了嗎？要是沒明⽩的話，我晚上去你家幫你解決吧！！！

3. 再議裝飾器 

# 定義函數：完成包裹資料
def makeBold(fn):
 def wrapped():
 return "<b>" + fn() + "</b>"
 return wrapped
# 定義函數：完成包裹資料
def makeItalic(fn):
 def wrapped():
 return "<i>" + fn() + "</i>"
 return wrapped
@makeBold
def test1():
 return "hello world-1"
@makeItalic
def test2():
 return "hello world-2"
@makeBold
@makeItalic
def test3():
 return "hello world-3"
print(test1())
print(test2())
print(test3())

運作結果;

<b>hello world-1</b>
<i>hello world-2</i>
<b><i>hello world-3</i><b>

4. 裝飾器(decorator)功能

  1. 引⼊⽇志
  2. 函數執⾏時間統計
  3. 執⾏函數前預備處理
  4. 執⾏函數後清理功能
  5. 權限校驗等場景
  6. 緩存

5. 裝飾器示例

例1:⽆參數的函數 

def check_time(action):
 def do_action():
 action()
 return do_action
@check_time
def go_to_bed():
 print('去睡覺')
go_to_bed()

上⾯代碼了解裝飾器執⾏為可了解成

result = check_time(go_to_bed) # 把go_to_bed 當做參數傳⼊給 check_time函數，再定義⼀個
變量⽤來儲存check_time的運⾏結果
result() # check_time 函數的傳回值result是⼀個函數, result()再調⽤這個函數，讓它再調⽤go_
to_bed函數

例2:被裝飾的函數有參數 

def check_time(action):
 def do_action(a,b):
 action(a,b)
 return do_action
@check_time
def go_to_bed(a,b):
 print('{}去{}睡覺'.format(a,b))
go_to_bed("zhangsan","床上“)

例3:被裝飾的函數有不定⻓參數 

def test(cal):
 def do_cal(*args,**kwargs):
 cal(*args,**kwargs)
 return do_cal
@test
def demo(*args):
 sum = 0
 for x in args:
 sum +=x
 print(sum)
demo(1, 2, 3, 4)

例4:裝飾器中的return 

def test(cal):
 def do_cal(*args,**kwargs):
 return cal(*args,**kwargs) # 需要再這⾥寫return語句，表示調⽤函數，擷取函數的傳回
值并傳回
 return do_cal
@test
def demo(a,b):
 return a + b
print(demo(1, 2)) #3

總結：

⼀般情況下為了讓裝飾器更通⽤，可以有return

例5:裝飾器帶參數 

def can_play(clock):
    print('最外層函數被調用了，clock = {}'.format(clock))
    def handle_action(fn):
        def do_action(name, game):
            if clock < 21:
                fn(name, game)
            else:
                print('太晚了，不能玩兒遊戲了')

        return do_action

    return handle_action

@can_play(20)  # 裝飾器函數帶參數
def play_game(name, game):
    print(name + '正在玩兒' + game)

play_game('張三', '王者榮耀')

1、調用can_play函數，并将12傳遞給clock

2、再調用handle_action方法，把play_game傳遞給fn

3、此時再調用play_game其實調用的就是do_action

提⾼：使⽤裝飾器實作權限驗證

以下代碼不要求掌握，如果能看懂最好，如果能⾃⼰⼿動寫出來，那就太棒了！

def outer_check(base_permission):
    def check_permission(action):
        def do_action(my_permission):
            if my_permission & base_permission:
                return action(my_permission)
            else:
                return '對不起，您不具有該權限'
            return do_action
        return check_permission
        
        
READ_PERMISSION = 1
WRITE_PERMISSION = 2
EXECUTE_PERMISSION = 4


@outer_check(base_permission=READ_PERMISSION)
def read(my_permission):
    return '讀取資料'

@outer_check(base_permission=WRITE_PERMISSION)
def write(my_permission):
    return '寫⼊資料'

@outer_check(base_permission=EXECUTE_PERMISSION)
def execute(my_permission):
    return '執⾏程式'

print(read(5))
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裝飾器的進階使用

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