Python三十一、Python中的装饰器

r囧r小猫 2023-06-27 03:18 45阅读 0赞

# 一、装饰器 #

**1 装饰器：**

把一个函数当作参数传递给另一个函数 返回一个替代版的函数  
本质上就是一个返回函数的函数

**2 作用：**

在不改变原函数的基础上 给函数增加功能

**3 装饰器的原理**

函数可以作为参数被传递

例如：

def say_hello(name):
        return f"Hello {name}"
    def be_some(name):
        return f"Your {name}"
    
    def greet_bob(func):
        return func("Bob")
    
    print(greet_bob(say_hello))
    print(greet_bob(be_some))

输出结果为：

Hello Bob
    Your Bob

# 二、装饰器的编写 #

**1 基本结构**

示例1：

def fun(f):
        def inner():
            print('*********')
            f()
            print('############')
        return inner
    @fun #语法糖
    def hello():
        print('!!!!!!!!!!!!!!hello')
    
    
    hello()

输出结果为：

*********
    !!!!!!!!!!!!!!hello
    ############

示例2：

def outer(f):
        def inner(age):
            if age <=0:
                age = 0
            f(age)
        return inner
    @outer
    def say(age):
        print('year old:',age)
    say(-1)
    say(1)

输出结果为：

year old: 0
    year old: 1

**2 装饰器实现一个函数计时器**

需要考虑两个问题：

> 1.被装饰的函数有返回值怎么办  
> 2.如何保留被装饰函数的函数名和帮助信息文档

import time
    import random
    import string
    import functools
    
    li = [random.choice(string.ascii_letters) for i in range(100)]
    
    def timeit(func):
        @functools.wraps(func)			#用以保留被装饰函数的函数名和帮助信息文档
        def wrapper(*args, **kwargs):  # 接收可变参数 和关键字参数
            """这是一个装饰器timeit"""
            # 在函数运行之前
            start_time = time.time()
            # 执行函数
            res = func(*args, **kwargs)				#当函数有返回值时，使用值接受
            # 在函数运行之后
            end_time = time.time()
            print('运行时间为:%.6f' % (end_time - start_time))
            return res								#返回函数的返回值
    
        return wrapper
    
    
    @timeit
    def con_add():
        s = ''
        for i in li:
            s += (i + ',')
        print(s)
    
    
    @timeit
    def join_add():
        print(','.join(li))
    
    
    def fun_list(n):
        """这是fun_list函数"""
        return [2 * i for i in range(n)]
    @timeit
    def fun_map(n):
        """这是fun_map函数"""
        return list(map(lambda x:x*2,range(n)))
    
    fun_list(100000)			#没有被装饰，故没有输出结果
    fun_map(100000)
    
    print(fun_map.__doc__)
    print(fun_list.__doc__)
    print(fun_map.__name__)		#没有被装饰时，输出函数名称
    print(fun_list.__name__)	#当被装饰时，输出装饰器内部函数（在这里是wrapper），当在装饰器中加了@functools.wraps(func)时输出函数本身的内容

输出结果为：

运行时间为:0.008976
    这是fun_map函数
    这是fun_list函数
    fun_map
    fun_list

# 三、装饰器的练习 #

创建装饰器， 要求如下：

> 创建add\_log装饰器， 被装饰的函数打印日志信息；  
> 日志格式为: \[字符串时间\] 函数名: xxx， 运行时间：xxx, 运行返回值结果:xxx

解答：

import time
    import functools
    
    def add_log(func):
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args,**kwargs):
    
            start_time = time.time()
            res = func(*args,**kwargs)
            end_time = time.time()
            print('[%s] 函数名:%s,运行时间:%.6f,运行返回值的结果'
                  ':%d' %(time.ctime(),func.__name__,
                          end_time-start_time,res))
            return res
        return wrapper
    @add_log
    def add(x,y):
        time.sleep(1)
        return x+y
    
    add(1,10)

输出结果为：

[Thu Jan  2 16:30:48 2020] 函数名:add,运行时间:1.017278,运行返回值的结果:11

# 四、多个装饰器的装饰顺序 #

当多个装饰器装饰同一个函数时，python中装饰器的执行顺序  
**装饰顺序:** 就近原则  
被装饰的函数组装装饰器时,是从下往上装饰  
**执行顺序:** 就远原则  
装饰器调用是从上往下调用

**1 可以从下面的例子中看出结果：**

def wrapper_out1(func):
        print('--out11---')
        def inner1(*args,**kwargs):
            print('----in11----')
            res = func(*args,**kwargs)
            print('----in12-----')
            return res
        print('---out---12')
        return inner1
    
    def wrapper_out2(func):
        print('--out21---')
        def inner2(*args,**kwargs):
            print('----in21----')
            res = func(*args,**kwargs)
            print('----in22-----')
            return res
        print('---out---22')
        return inner2
    
    @wrapper_out2
    @wrapper_out1
    def test(): #相当于：wrapper_out2(wrapper_out1(test)) === wrapper_out2(inner1)
        print('---test---')
        return 1 * 2
    
    test()
    print(test)

输出结果为：

--out11---
    ---out---12
    --out21---
    ---out---22
    ----in21----
    ----in11----
    ---test---
    ----in12-----
    ----in22-----

在上例中，wrapper\_out2和wrapper\_out1两个装饰器装饰test()相当于：

**wrapper\_out2(wrapper\_out1(test)) === wrapper\_out2(inner1)**  
**wrapper\_out1 中的 func() 为 test()，wrapper\_out2 中的 func() 为 inner1()**

**2 多个装饰器的应用**

> 判断用户是否在系统中注册过，如果注册过判断是否是超级用户
> 
> 用户的集合为：\[‘root’,‘admin’,‘redhat’\]，其中 root 为超级用户
> 
> 程序应该首先判断用户是否在用户集合中，之后再判断是否是超级用户

import functools
    import inspect
    login_session = ['root','admin','redhat']
    def is_login(fun):
        @functools.wraps(fun)
        def warapper(*args,**kwargs):#('root',)
            if args[0] in login_session:
                temp = fun(*args,**kwargs)
                return temp
            else:
                print('Error:%s 没有登陆成功' %(args[0]))
        return warapper
    
    def is_admin(fun):
        @functools.wraps(fun)
        # """
        # inspect.getcallargs会返回一个字典
        # key:形参
        # value:对应的实参
        # """
        def wrapper(*args,**kwargs):
            inspect_res = inspect.getcallargs(fun,*args,**kwargs)
            print('inspect的返回值是:%s' %(inspect_res))
            if inspect_res.get('name') == 'root':
                temp = fun(*args,**kwargs)
                return temp
            else:
                print('not root user,no permisson add user')
        return wrapper
    
    
    @is_login
    @is_admin
    def add_user(name): # is_login((is_admin(adduser)) is_login(wrapper())
        print('add_user')
    
    add_user('python')
    add_user('root')
    add_user('redhat')

输出结果：

Error:python 没有登陆成功
    inspect的返回值是:{ 'name': 'root'}
    add_user
    inspect的返回值是:{ 'name': 'redhat'}
    not root user,no permisson add user

# 五、装饰器的练习 #

**1 练习1：**

> 编写装饰器required\_ints, 条件如下:  
> 1). 确保函数接收到的每一个参数都是整数;  
> 2). 如果参数不是整形数， 打印 TypeError:参数必须为整形

import functools
    def required_ints(func):
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args,**kwargs): # (1,2,....)
            for i in args:
                # if isinstance(i,int):
                # pass
                # else:
                # print('函数所有的参数并非全是int型')
    
                if not  isinstance(i,int):
                    print('函数所有的参数并非都是int型')
                    break
            else:
                res = func(*args,**kwargs)
                return res
    
        return wrapper
    
    @required_ints
    def add(a,b):
        return a+b
    
    print(add(1,2.0))
    print(add(1,2))

输出结果为：

函数所有的参数并非都是int型
    None
    3

# 六、带参数的装饰器 #

示例：

import time
    import functools
    
    def log(kind):			#装饰器带了参数kind
        def add_log(func):
            @functools.wraps(func)
            def wrapper(*args,**kwargs):
    
                start_time = time.time()
                res = func(*args,**kwargs)
                end_time = time.time()
                print('<%s> [%s] 函数名:%s,运行时间:%.6f,运行返回值的结果'
                  ':%d' %(kind,time.ctime(),func.__name__,
                          end_time-start_time,res))
                return res
            return wrapper
        return add_log
    
    @log('debug')			#传递参数'debug'
    def add(x,y):
        time.sleep(1)
        return x+y
    
    add(1,10)

输出结果为：

<debug> [Thu Jan  2 17:15:04 2020] 函数名:add,运行时间:1.000325,运行返回值的结果:11

# 七、带参数的装饰器的应用 #

> \#编写装饰器required\_types, 条件如下:  
> \#1). 当装饰器为@required\_types(int,float)确保函数接收到的每一个参数都是 int或者float类型;  
> \#2). 当装饰器为@required\_types(list)确保函数接收到的每一个参数都是list类型;  
> \#3). 当装饰器为@required\_types(str,int)确保函数接收到的每一个参数都是str或者int类型;  
> \#4). 如果参数不满足条件， 打印 TypeError:参数必须为xxxx类型

解答：

import functools
    def required_type(*kind):
        def require(fun):
            @functools.wraps(fun)
            def wrapper(*args,**kwargs):
                for i in args:
                    if not isinstance(i,kind):
                        print('函数所有的参数并非',kind)
                        break
                else:
                    res = fun(*args,**kwargs)
                    return res
            return wrapper
        return require
    # a = 1.0
    # print(isinstance(a,(int,float)))
    @required_type(int,float)
    def add(a,b):
        return a+b
    
    print(add(1,1.2))
    print(add(1,'s'))

输出结果为：

2.2
    函数所有的参数并非 (<class 'int'>, <class 'float'>)
    None