装饰器


一、定义

1.装饰器:本质是函数

2.功能:用来装饰其他函数,为其他函数添加附加功能

二、原则

1.不能修改被装饰函数的源代码

2.不能修改被装饰函数的调用方式

三、实现装饰器

1.函数 即 变量 的概念

2.高阶函数

3.嵌套函数

>> 高阶函数 + 嵌套函数 = 装饰器

四、函数 即 变量

1、函数和变量的类比

x = 1
print(id(x)) def test():
pass print(test) #输出 1842348496
<function test at 0x0000020DBA24D2F0>

  在上例中我们定义了一个变量 "x" 和一个函数 test(),我们分别打印出变量和函数在内存中的位置。可以看出,print(test) 即 print("函数名")的时候,我们可以打印出函数的内存地址。

  我们看下面的代码:

def test():
print("in the test.") f=test
f() #输出
in the test.

  我们把函数名 test 赋予给 f,然后运行 f(),可以看出函数是可以正常运行的,而且就是test函数的运行结果。那么这和下面的代码是不是类似:

x = 1
y = x print(y) #输出
1

  我们可以做出如下类比,函数名 test 相当于 x ,函数体就相当于 1,而 f 就相当于 y。

2.python中内存的表现形式

   

  我们把绿方块当作是内存,每一个小方块就是变量或者函数在内存当中的地址。而变量名(x)或者函数名(test),我们可以形象的将他们比作门牌号。当需要调用变量或者函数的时候,我们只要引用他们的门牌号就可以找到他们的内存地址并返回。只是函数的运行需要加(),如 test()。

  既然调用变量其实就是引用变量的内存地址,而调用函数名同样可以得到函数体的内存地址。我们就可以把函数名当作变量名传给函数,即函数就是变量。而将函数当作参数的函数,也就是高阶函数。

五、高阶函数

满足下列条件之一就是高阶函数

1.把一个函数名当作实参传给另外一个函数

2.返回值中包含函数名

1)函数名作为参数

import time

def test1():
time.sleep(2)
print("in the test1.") def test2(func):
start_time = time.time()
func()
stop_time = time.time()
print("The action time of program is {}".format(stop_time-start_time)) test2(test1) #输出
in the test1.
The action time of program is 2.0012054443359375

  以上事例中,我们定义了一个函数 test1,同时也定义了一个高阶函数test2。我们把test1函数名当作参数传入test2中,可以实现这样一个功能,为原本的test1函数添加了一个计算运行时间的功能。这有点像装饰器了,但是有一点符合,就是上面的高阶函数test2改变了函数的调用方式。

  但是我们实现了在不修改被装饰函数的基础上,添加了新功能。

2)返回值中有函数名

def test1():
time.sleep(2)
print("in the test1.") def test2(func):
print(func)
return func test1 = test2(test1)
test1() #输出
<function test1 at 0x000001E5D853D2F0>
in the test1.

  在上例中,我们最后将高阶函数test2(test1) 赋予给了test1,再次调用test1函数。我们可以直观的看到test1函数的调用方式在此例中没有改变。但是也并没有添加新功能,而这就需要使用到嵌套函数了。

六、嵌套函数

在函数体内又另一个函数的完整定义,这就是嵌套函数。

1)定义:

def foo():
print("in the foo")
def bar():
print("in the bar") bar() foo()

仅仅在函数内容调用函数,就不是嵌套函数,如下:

def test1():
print("in the test1.") def test2():
test1()

2)嵌套函数的作用域

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() #输出
3

3)使用嵌套函数为被修饰函数添加新功能 

  在高阶函数第二例中,我们实现了不改变原函数的调用方式。而需要添加新功能的话,就要求修饰内容存在在返回值中,即return func 中,我们可以定义一个嵌套函数来实现这个功能。

import time

def timer(func):  # timer(test1) func = test1
def deco():
start_time = time.time()
func() # run test1()
stop_time = time.time()
print("the action time of the program is {}".format(stop_time-start_time))
return deco # 返回了deco的内存地址 def test1():
time.sleep(2)
print("in the test1.") test1 = timer(test1)
test1()
# 输出
in the test1.
the action time of the program is 2.0003786087036133

  我们在timer()内部定义了一个嵌套函数 deco(),这个嵌套函数实现了为被修饰函数添加运行时间的功能。而timer()函数返回了deco()的内存地址,这个内存地址deco就可以被引用,甚至直接赋予给 test1。这样我们就可以直接运行 test1(),这样就实现我们的装饰器的功能。

七、装饰器 

  python通过在函数定义前添加一个装饰器名和@符号,来实现对函数的包装

import time

def timer(func):  # timer(test1) func = test1
def deco():
start_time = time.time()
func() # run test1()
stop_time = time.time()
print("the action time of the program is {}".format(stop_time-start_time))
return deco # 返回了deco的内存地址 @timer # test1 = timer(test1)
def test1():
time.sleep(2)
print("in the test1.") test1()

  

  

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