17-强大的装饰器

AI悦创原创大约 5 分钟...约 1492 字

你好，我是悦创。

装饰器一直以来都是 Python 中很有用、很经典的一个 feature，在工程中的应用也十分广泛，比如日志、缓存等等的任务都会用到。然而，在平常工作生活中，我发现不少人，尤其是初学者，常常因为其相对复杂的表示，对装饰器望而生畏，认为它“too fancy to learn”，实际并不如此。

今天这节课，我会以前面所讲的函数、闭包为切入点，引出装饰器的概念、表达和基本用法，最后，再通过实际工程中的例子，让你再次加深理解。

接下来，让我们进入正文一起学习吧！

1. 函数 -> 装饰器

1.1 函数核心回顾

引入装饰器之前，我们首先一起来复习一下，必须掌握的函数的几个核心概念。

第一点，我们要知道，在 Python 中，函数是一等公民（first-class citizen），函数也是对象。我们可以把函数赋予变量，比如下面这段代码：

def func(message):
    print('Got a message: {}'.format(message))
    
send_message = func
send_message('hello world')

# 输出
Got a message: hello world

这个例子中，我们把函数 func 赋予了变量 send_message，这样之后你调用 send_message，就相当于是调用函数 func()。

第二点，我们可以把函数当作参数，传入另一个函数中，比如下面这段代码：

def get_message(message):
    return 'Got a message: ' + message


def root_call(func, message):
    print(func(message))
    
root_call(get_message, 'hello world')

# 输出
Got a message: hello world

这个例子中，我们就把函数 get_message 以参数的形式，传入了函数 root_call() 中然后调用它。

第三点，我们可以在函数里定义函数，也就是函数的嵌套。这里我同样举了一个例子：

def func(message):
    def get_message(message):
        print('Got a message: {}'.format(message))
    return get_message(message)

func('hello world')

# 输出
Got a message: hello world

这段代码中，我们在函数 func() 里又定义了新的函数 get_message()，调用后作为 func() 的返回值返回。

第四点，要知道，函数的返回值也可以是函数对象（闭包），比如下面这个例子：

def func_closure():
    def get_message(message):
        print('Got a message: {}'.format(message))
    return get_message

send_message = func_closure()
send_message('hello world')

# 输出
Got a message: hello world

这里，函数 func_closure() 的返回值是函数对象 get_message 本身，之后，我们将其赋予变量 send_message，再调用 send_message(‘hello world’)，最后输出了'Got a message: hello world'。

1.2 简单的装饰器

简单的复习之后，我们接下来学习今天的新知识——装饰器。按照习惯，我们可以先来看一个装饰器的简单例子：

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print('wrapper of decorator')
        func()
    return wrapper

def greet():
    print('hello world')

greet = my_decorator(greet)
greet()

# 输出
wrapper of decorator
hello world

这段代码中，变量 greet 指向了内部函数 wrapper()，而内部函数 wrapper() 中又会调用原函数 greet()，因此，最后调用 greet() 时，就会先打印'wrapper of decorator'，然后输出'hello world'。

这里的函数 my_decorator() 就是一个装饰器，它把真正需要执行的函数 greet() 包裹在其中，并且改变了它的行为，但是原函数 greet() 不变。

事实上，上述代码在 Python 中有更简单、更优雅的表示：

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print('wrapper of decorator')
        func()
    return wrapper

@my_decorator
def greet():
    print('hello world')

greet()

这里的@，我们称之为语法糖，@my_decorator 就相当于前面的 greet=my_decorator(greet) 语句，只不过更加简洁。因此，如果你的程序中有其它函数需要做类似的装饰，你只需在它们的上方加上 @decorator 就可以了，这样就大大提高了函数的重复利用和程序的可读性。

1.3 带有参数的装饰器

你或许会想到，如果原函数 greet() 中，有参数需要传递给装饰器怎么办？

一个简单的办法，是可以在对应的装饰器函数 wrapper() 上，加上相应的参数，比如：

def my_decorator(func):
    def wrapper(message):
        print('wrapper of decorator')
        func(message)
    return wrapper


@my_decorator
def greet(message):
    print(message)


greet('hello world')

# 输出
wrapper of decorator
hello world

不过，新的问题来了。如果我另外还有一个函数，也需要使用 my_decorator() 装饰器，但是这个新的函数有两个参数，又该怎么办呢？比如：

@my_decorator
def celebrate(name, message):
    ...

事实上，通常情况下，我们会把 *args 和 **kwargs ，作为装饰器内部函数 wrapper() 的参数。*args 和 **kwargs，表示接受任意数量和类型的参数，因此装饰器就可以写成下面的形式：

def my_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('wrapper of decorator')
        func(*args, **kwargs)
    return wrapper

1.4 带有自定义参数的装饰器

其实，装饰器还有更大程度的灵活性。刚刚说了，装饰器可以接受原函数任意类型和数量的参数，除此之外，它还可以接受自己定义的参数。

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