Python是一种非常适合初学者的语言。但是，它也有很多更难掌握的高级特性，比如装饰器。许多初学者一直对装饰器及其工作原理一无所知。在本文中，我们将介绍装饰器的来龙去脉。在Python中，函数是一种非常灵活的构造，我们可以将其分配给变量，作为参数传递给另一个函数，或者作为函数的输出。装饰器本质上是一个函数，它允许其他函数在不修改的情况下添加一些功能。这就是“装饰”的意义。这个“装饰”本身就代表了一种功能。如果你用它来修改不同的功能，你会把这个功能添加到这些功能中。一般来说，我们可以使用装饰器提供的@语法糖来装饰其他函数或对象。如下所示，我们使用@dec装饰器来装饰函数func()：@decdeffunc():pass理解装饰器的最好方式就是理解它们解决的是什么问题。彰显其优雅与力量。设置问题为了理解装饰器的用途，让我们看一个简单的例子。假设你有一个简单的加法函数dec.py，第二个参数的默认值为10：#dec.pydefadd(x,y=10):returnx+y让我们仔细看看这个加法函数：>>>add(10,20)30>>>add>>>add.__name__'add'>>>add.__module__'__main__'>>>add.__defaults__#`add`的默认值function(10,)>>>add.__code__.co_varnames#`add`function('x','y')的变量名我们不需要理解这些是什么，只需要记住每一个函数就是一个对象，并且它们具有各种属性和方法。也可以通过inspect模块查看add()函数的源码：>>>frominspectimportgetsource>>>print(getsource(add))defadd(x,y=10):returnx+y那里有几种使用加法函数的方法，比如你用一些操作来测试函数：#dec.pyfromtimeimporttimedefadd(x,y=10):returnx+yprint('add(10)',add(10))print('add(20,30)',add(20,30))print('add("a","b")',add("a","b"))输出：iadd(10)20add(20,30)50add("a","b")ab如果想知道每次操作的时间，可以调用时间模块：#dec.pyfromtimeimporttimedefadd(x,y=10):returnx+ybefore=time()print('add(10)',add(10))after=time()print('timetaken:',after-before)before=time()print('add(20,30)',add(20,30))after=time()print('所用时间：',after-before)before=time()print('add("a","b")',add("a","b"))after=time()print('timetaken:',after-before)Output:add(10)20timetaken:6.699562072753906e-05add(20,30)50次拍摄：6。9141387939453125e-06add("a","b")abtimetaken:6.9141387939453125e-06现在，作为程序员的你是不是手痒了，毕竟我们不喜欢一直复制粘贴相同的代码。目前的代码可读性不是很好。如果你想改变一些东西，你必须修改所有出现的地方。Python一定有更好的方法。我们可以直接在add函数中获取运行时间，如下：#dec.pyfromtimeimporttimedefadd(x,y=10):before=time()rv=x+yafter=time()print('timetaken:',之后-之前)returnrvprint('add(10)',add(10))print('add(20,30)',add(20,30))print('add("a","b")',add("a","b"))这个方法肯定比上一个好。但是如果你有另一个功能，那么这似乎很不方便。当我们有多个函数时：#dec.pyfromtimeimporttimedefadd(x,y=10):before=time()rv=x+yafter=time()print('timetaken:',after-before)returnrvdefsub(x,y=10):returnx-yprint('add(10)',add(10))print('add(20,30)',add(20,30))print('添加("a","b")',add("a","b"))print('sub(10)',sub(10))print('sub(20,30)',sub(20,30))由于add和sub都是函数，我们可以用它来写一个定时器函数。我们希望定时器可以计算一个函数的运行时间：deftimer(func,x,y=10):before=time()rv=func(x,y)after=time()print('timetaken:',after-before)returnrv这很好，但是我们必须用这样的计时器函数包装一个不同的函数：print('add(10)',timer(add,10)))现在默认值还是10吗？不必要。那么如何做得更好呢？这里有一个想法：创建一个新的计时器函数来包装其他函数并返回包装后的函数：deftimer(func):deff(x,y=10):before=time()rv=func(x,y)after=time()print('timetaken:',after-before)returnrvreturnf现在，您只需用计时器包装add和sub函数：add=timer(add)就这样！这是完整的代码：#dec.pyfromtimeimporttimedeftimer(func):deff(x,y=10):before=time()rv=func(x,y)after=time()print('timetaken:',after-before)returnrvreturnfdefadd(x,y=10):returnx+yadd=timer(add)defsub(x,y=10):返回x-ysub=timer(sub)print('add(10)',add(10))print('add(20,30)',add(20,30))print('add("a","b")',add("a","b"))print('sub(10)',sub(10))print('sub(20,30)',sub(20,30))输出：所用时间：0.0add(10)20time拍摄时间：9.5367431640625e-07add(20,30)50拍摄时间：0.0add("a","b")大约拍摄时间：9.5367431640625e-07sub(10)0拍摄时间：9.5367431640625e-07sub(20,30)-10here我们去总结一下这个过程：我们有一个函数（比如添加函数）并用一个动作（比如计时）包装该函数。包装的结果是一个实现了一些新功能的新函数。当然，默认值有点问题，我们稍后会修复。Decorator现在，上面的方案很接近decorator的思想，用通用的行为包装一个特定的功能，这种模式就是decorator在做的事情。使用装饰器后的代码是：defadd(x,y=10):returnx+yadd=timer(add)你这样写：@timerdefadd(x,y=10):returnx+y他们的功能是一样的是的，这就是Python装饰器的用途。它实现了一个类似add=timer(add)的功能，只是装饰器把语法放在了函数上，语法更简单：@timer。#dec.pyfromtimeimporttimedeftimer(func):deff(x,y=10):before=time()rv=func(x,y)after=time()print('所用时间：',after-before)returnrvreturnf@timerdefadd(x,y=10):returnx+y@timerdefsub(x,y=10):returnx-yprint('add(10)',add(10))打印('add(20,30)',add(20,30))print('add("a","b")',add("a","b"))print('sub(10)',sub(10))print('sub(20,30)',sub(20,30))参数和关键字参数现在，还剩下一个小问题。在定时器函数中，我们硬编码了参数x和y，即指定y的默认值为10。有一种方法可以将参数和关键字参数传递给函数，即*args和**kwargs。形参是函数的标准参数（本例中x是实参），关键字实参是已经有默认值的形参（本例中y=10）。代码如下：#dec.pyfromtimeimporttimedeftimer(func):deff(*args,**kwargs):before=time()rv=func(*args,**kwargs)after=time()print('timetaken:',after-before)returnrvreturnf@timerdefadd(x,y=10):returnx+y@timerdefsub(x,y=10):returnx-yprint('添加(10)',add(10))print('add(20,30)',add(20,30))print('add("a","b")',add("a","b"))print('sub(10)',sub(10))print('sub(20,30)',sub(20,30))现在，计时器函数可以处理任何函数、任何参数和任何默认值值设置，因为它只是将那些参数传递给函数。高阶装饰器您可能想知道：如果我们可以将一个函数包裹在另一个函数周围以添加有用的行为，我们是否可以更进一步？我们是否将一个函数包装在另一个函数周围，而另一个函数又被另一个函数包装？能！事实上，函数的深度可以随心所欲。比如你要写一个装饰器让某个函数执行n次。如下：defntimes(n):definner(f):defwrapper(*args,**kwargs):for_inrange(n):rv=f(*args,**kwargs)returnrvreturnwrapperreturninner那么就可以用上面的函数包裹另外一个函数，比如上一篇文章中的add函数：@ntimes(3)defadd(x,y):print(x+y)returnx+y输出的语句显示代码执行了3次。
