30、Python 教程 - Python中的装饰器

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