Python装饰器详细介绍
装饰器
一、介绍
- 器：代表函数的意思。装饰器本质就是是函数
- 功能：装饰其他函数，就是为其他函数添加附加功能
- 被装饰函数感受不到装饰器的存在
- 原则：
不能修改被装饰的函数的源代码（比如线上环境）
不能修改被装饰的函数的调用方式
- 实现装饰器知识储备：
函数即是“变量”
高阶函数
嵌套函数
高阶函数+嵌套函数=>装饰器
二、通过高阶函数+嵌套函数==>实现装饰器
先分析以下两段代码能不能运行？
def foo():
print("in the foo")
bar()
def bar():
print("in the bar")
foo()
def foo():
print("in the foo")
bar()
foo()
def bar():
print("in the bar")
第二段代码报错：
NameError: name 'bar' is not defined
1、变量知识回顾
定义变量：
如：定义变量：x=1,会在内存中找块内存空间把“1”存进去，把“1”的内存地址给x
前面提到：函数即变量
# 定义函数
def test():
pass
# 就相当于把函数体赋值给test变量
test = '函数体' # 函数体就是一堆字符串而已
# 只不过函数调用要加上小括号调用
test()
python内存回收机制，是解释器做的。解释器到底怎么去回收这个变量？
python解释器当中有种概念叫做引用计数。什么叫引用计数呢？
比如：定义x=1，之后又定义了y=1或y=x，实际上又把内存空间“1”的内存地址赋值给y
这里x代表一次引用，y代表一次引用。加起来两次引用。
python什么时候会把“1”这个内存空间清空呢？会回收内存呢？
当x这个变量没有了，y这个变量也没有了，便会把“1”这个内存空间清掉
del x # 删的只是变量名，内存中的值是解释器回收
匿名函数
lambda x:x*x
匿名函数没有函数名，没有引用，所以会被垃圾回收机制立马回收掉。
所以匿名函数要赋值给变量，把函数体赋值给变量名
calc = lambda x:x*x print(calc(4))
现在可以再理解下最开始两段代码能不能运行的原因。
2、高阶函数(装饰器前奏)
什么叫高阶函数呢：
- 把一个函数名当做形实传给另外一个函数
- 返回值中包含函数名
def f1():
print("in the func1")
def test1(func):
print(func)
test1(f1)
运行结果(打印内存地址)
<function func1 at 0x000002805DE12378>
如下代码，能不能运行：
def f1():
print("in the func1")
def test1(func):
print(func)
func()
test1(f1)
函数即变量，像“x=1,y=x”，同样f是一个是一个函数，可不可以像一个变量一样来回赋值呢？
import time
def func1():
print("in the func1")
time.sleep(1)
def test1(func):
start_time = time.time()
func()
stop_time = time.time()
print("the func run time is %s" %(stop_time-start_time))
test1(func1)
到这里，貌似实现了装饰函数的功能。
看上面装饰器的原则：
这里：没有修改func1的源代码，但是调用方式改变了。现在是test1(func1)，之前是func1()
现在能做到哪一点呢？
把一个函数名当做实参传给另外一个函数（不修改被装饰的函数源代码的情况下为其添加功能）
2) 下面用第二个条件（返回值中包含函数名），做另外一个高阶函数
import time
def func2():
time.sleep(1)
print("in the func2")
def test2(func):
print(func)
return(func)
print(test2(func2))
运行结果：
<function func2 at 0x00000162F3672378>
<function func2 at 0x00000162F3672378>
把函数内存地址都打印出来了，看到这么多内存地址，有什么想法？
加上小括号就能运行。
上面代码“test2(func2())”和“test2(func2)”有什么区别？加上小括号是函数返回结果，不加是函数内存地址。所以加上小括号就不符合高阶函数定义了。
既然以后有了函数的内存地址，是不是可以赋值给其他变量？下面
import time
def func2():
print("in the func2")
time.sleep(1)
def test2(func):
print(func)
return(func)
t = test2(func2)
print(t)
t()
好像还没什么用，怎么让他有用呢？
把test2(func2)赋值给func2
import time
def func2():
print("in the func2")
time.sleep(1)
def test2(func):
print(func)
return(func)
func2 = (test2(func2))
func2()
这就是高阶函数的第二个好处：返回值中包含函数名（不修改函数的调用方式）
3、嵌套函数（装饰器前戏）
嵌套函数：在一个函数体内，用def去声明一个函数
def foo():
print("in the foo")
def bar():
print("in the bar")
bar()
foo()
看一下下面的代码是不是嵌套：
def foo():
print("in the foo")
def bar():
foo()
bar()
注意函数嵌套和函数调用区别
局部作用域和全局作用域的访问顺序：
x = 0
def grandpa():
# x = 1
def dad():
x = 2
def son():
x = 3
print(x)
son()
dad()
grandpa()
三、装饰器
1、装饰器
前面铺垫了那么多，现在开讲正题：装饰器
先用高阶函数实现给函数不修改源代码的情况下添加功能
import time
def deco(func):
start_time = time.time()
func()
stop_time = time.time()
print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
def test1():
time.sleep(1)
print("in the test1")
def test2():
time.sleep(1)
print("in the test2")
deco(test1)
deco(test2)
按照上面说的，如何实现不改变调用方式？直接“test1 = deco(test1)”和“test2 = deco(test2)”吗？
别忘记了，第二种方式，高阶函数要加上return，如下
import time
def deco(func):
start_time = time.time()
return func()
stop_time = time.time()
print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
def test1():
time.sleep(1)
print("in the test1")
def test2():
time.sleep(1)
print("in the test2")
test1 = deco(test1)
test2 = deco(test2)
deco(test1)
deco(test2)
虽然没有修改源代码和调用方式，但是函数加上return，函数就结束了，然并卵。怎么实现呢？
前面一直在用高阶函数，还没有用嵌套函数，加上嵌套函数能不能实现呢？看一下
import time
def timer(func): # timer(test1) func=test1
def deco():
start_time = time.time()
func()
stop_time = time.time()
print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
return deco # 返回deco的内存地址
def test1():
time.sleep(1)
print("in the test1")
def test2():
time.sleep(1)
print("in the test2")
print(timer(test1)) # 可见：返回deco的内存地址
test1 = timer(test1)
test1()
timer(test2)()
到此，完成实现了装饰器的功能。但是还是有点麻烦，如何能不要“test1 = timer(test1)”，
python解释器提供了语法糖“@”符合，给哪个函数新增功能，就加在哪个函数头部
import time
def timer(func): # timer(test1) func=test1
def deco():
start_time = time.time()
func()
stop_time = time.time()
print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
return deco # 返回deco的内存地址
@timer
def test1():
time.sleep(1)
print("in the test1")
@timer
def test2():
time.sleep(1)
print("in the test2")
test1()
test2()
2、有参装饰器
前面实现了装饰器的功能，但是如果函数有参数，能不能也能运行呢
import time
def timer(func): # timer(test1) func=test1
def deco():
start_time = time.time()
func()
stop_time = time.time()
print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
return deco # 返回deco的内存地址
@timer
def test1():
time.sleep(1)
print("in the test1")
@timer
def test2(name):
time.sleep(1)
print("in the test2",name)
test1()
test2()
报错：丢失参数
TypeError: test2() missing 1 required positional argument: 'name'
@timer 相当于 test2=timer(test2) =deco
test2() 相当于运行deco()，所以没指定参数，报错。
如何传参数呢？为了适应各种不同参数的函数
import time
def timer(func): # timer(test1) func=test1
def deco(*args,**kwargs):
start_time = time.time()
func(*args,**kwargs)
stop_time = time.time()
print("the func tun time is %s" %(stop_time-start_time))
return deco # 返回deco的内存地址
@timer
def test1():
time.sleep(1)
print("in the test1")
@timer
def test2(name):
time.sleep(1)
print("in the test2",name)
test1()
test2("fgf")
3、终极装饰器
注意，上面的例子中还没有涉及返回值，看下面的例子可以体会一下
假设：公司网站需要验证登录，有不同的验证方式：本地认证、LDAP认证等
#/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
import time
user,passwd = 'fgf','abc123'
def auth(auth_type):
print("auth func:",auth_type)
def outer_wrapper(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print("wrapper func args:", *args, **kwargs)
if auth_type == "local":
username = input("Username:").strip()
password = input("Password:").strip()
if user == username and passwd == password:
print("\033[32;1mUser has passed authentication\033[0m")
res = func(*args, **kwargs) # from home
print("---after authenticaion ")
return res
else:
exit("\033[31;1mInvalid username or password\033[0m")
elif auth_type == "ldap":
print("搞毛线ldap,不会。。。。")
return wrapper
return outer_wrapper
def index():
print("welcome to index page")
@auth(auth_type="local") # home = wrapper()
def home():
print("welcome to home page")
return "from home"
@auth(auth_type="ldap")
def bbs():
print("welcome to bbs page")
index()
print(home()) #wrapper()
bbs()
