浅谈Python装饰器

对于Python装饰器，之前一直理解比较模糊，很多博客上讲的东西看似很清楚，但总觉得有点照搬解释，没有自己的体会和理解（感觉更像是很多作者强行吸收了这些概念，而不是基于自身的理解）。例如以下是一个在网上搜到的例子。

def log(func):
    def wrapper(*args, **kw):
        print 'call %s():' % func.__name__
        return func(*args, **kw)
    return wrapper

@log
def now():
    print '2013-12-25'

然后执行 now() 的结果如下：

>>> now()
call now():
2013-12-25

客观的说，这已经是解释的比较清楚的例子了，但还是让人不解，例如

到底什么是“装饰器”？是log函数，@log这一行代码，还是别的什么？
“装饰器”有啥要求？
是不是log一定要包含子函数？子函数的名字是不是一定叫wrapper？参数有什么限制？
“装饰器”在调用的时候是什么顺序？

为了理清这些疑问，我决定从最简单的开始,一点一点往上加，看会如何。过程比较繁琐，可以快速看下去。

最简单的代码

如下是我写的第一段代码。

def log():
    print "function log"

def hello():
    print "hello"

hello()

这段代码相信稍微接触过python语言的都能懂，输出就是

hello

直接加入装饰器

然后直接在hello()前面加入@log。也就是hello函数变成

@log
def hello():
    print "hello"

这是运行报错,如下:

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\Administrator\Desktop\zsq.py", line 8, in <module>
    @log
TypeError: log() takes no arguments (1 given)

这段错误是说log有一个参数传入，但log的定义中没有参数。参考文章开头的函数，可以明白，装饰器函数至少需要传入一个参数，而且这个参数也就是函数名（如本例子中的hello）。

修改装饰器函数

因为log需要传入函数名hello，所以修改装饰器函数log，如下：

def log(func):
    print "function log"

运行之后还是报错，如下：

function log
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\Administrator\Desktop\zsq.py", line 13, in <module>
    hello()
TypeError: 'NoneType' object is not callable

首先 fucntion log 被打印出来了，说明log函数被执行到了，但接下来hello 没有打印，所以执行出错。错误说 NoneType 不能被调用，说明程序尝试去执行这样的代码 NoneType()，导致出错，对照文章开头的函数，可以发现是因为log没有返回值，所以返回值为 NoneType ，在尝试调用 hello() 时才会出现这个错误。

log添加返回值

根据上面的错误，我们为 log 添加一个返回值，让log函数返回值为 hello 函数。这里再把完整的代码写一遍：

def log(func):
    print "function log"
    return func

@log
def hello():
    print "hello"

hello()

这是执行没有报错，结果如下：

function log
hello

换句话说，上面这段代码就是装饰器的 “最小系统”，必须包括的有：

装饰器的修饰符（如 “@log”），放在函数前指定某个函数（如hello）使用装饰器函数（如log）；
装饰器函数（log()）在定义时至少有一个参数，这个参数就是函数名（如hello）
装饰器函数需要返回一个函数，这个函数会被重新赋值为原函数名（如hello）

前两点好理解，但第三点其实还是有点绕。所以我们考虑不使用装饰器修饰符（“@log”），而有替换的方法达到同样的效果。由于我们知道实际上是 hello 作为 log 的参数，并调用了 log 。因此等效的代码如下：

def log(func):
    print "function log"
    return func

## @log #这里的装饰器修饰符注释掉
def hello():
    print "hello"

new_hello = log(hello)
new_hello()

这样的代码输出的结果与用装饰器一样。所以也就是说，之所以log需要返回一个函数，就是为了将这个函数赋值为 hello 。这里为了区分用了new_hello, 但实际上如果用装饰器的话，是直接将log返回的函数直接又赋值给了 hello，即

hello=log(hello)
hello()

到这里基本上我们理解了装饰器实际上做了什么，简单的说就是:

把（被装饰函数的）函数名当做参数传入另一个函数（即装饰器函数），再把装饰器函数的 返回值 赋值给 函数名。

通过这样一个操作，虽然函数名没变，但函数名对应的函数却变了，也就是说 "hello" 这个函数名经过装饰后，本质上已经变成了 “new_hello” 了，只是名字没有变，还叫 “hello” 而已。

那么下一个问题是，为什么要在装饰器函数里面再套一个函数呢？

再执行一遍？

考虑如下一段代码：

def log(func):
    print "function log"
    return func

@log
def hello():
    print "hello"

hello()
hello()

这段代码输出如下：

function log
hello
hello

不知道是否有人觉得奇怪，为什么只有一个 function log 打印出来，难道不是应该有两个？只有一个 function log 是因为替换的操作并非是在函数调用时执行的，而是在加载hello的实现时执行的。可以理解为紧跟在hello的定义之后加入了替换，即实际的替换代码是：

def log(func):
    print "function log"
    return func

def hello():
    print "hello"
new_hello = log(hello)

new_hello()
new_hello()

可以把 new_hello = log(hello) 和 hello 的定义理解为一个整体，这里为了区分依旧用了 new_hello，实际上“new_hello” 的函数名是 “hello”。上述代码的输出跟使用装饰器完全一致。

log函数再嵌套一个函数

这里就可以发现，如果 log 返回的函数跟原来的函数一模一样的话，那么相当于这个装饰器log什么都没做，只是在hello函数加载时执行了一遍log函数而已，后续再次调用 new_hello 时，依旧调用的是 hello 函数。无法达到每次调用hello，都执行一段特定代码的目的。为了达到上述目的，就有了在log里面再定义一个函数，然后在这个函数里面执行特定的代码。例如：

def log(func):
    def _log():
        print "go into %s"%func.__name__
        func()
        print "go outof %s"%func.__name__
    return _log

@log
def hello():
    print "hello"

hello()
hello()

上述代码中，log函数里面嵌套了一个 _log 函数，并且返回不再是 func，而是 _log，这就意味着new_hello 不再是 hello, 而是 _log。从而做到以后每次调用 hello，实际上调用的是 _log。因此上述代码的输出是：

go into hello
hello
go outof hello
go into hello
hello
go outof hello

如果把代码替换成不带装饰器的，应该如下：

def log(func):
    def _log():
        print "go into %s"%func.__name__
        func()
        print "go outof %s"%func.__name__
    return _log

def hello():
    print "hello"
new_hello = log(hello)

new_hello()
new_hello()

上述代码与使用装饰器的代码效果一致，这也就说明了装饰器的语法（如@log）实际上不是重点，重点在于把函数名作为参数，再返回，即使不用@，用赋值的方式 new_hello = log(hello) 也能达到同样的效果。所以有些博客上说，装饰器只是一个“语法糖”。只是让python的表达更加的美观，优雅~~~

以上~~~

posted @ 2018-03-27 09:36 木lin木阅读(154) 评论(0) 编辑收藏举报

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