django-装饰器

时间 2019-11-21

标签 django 装饰栏目 Python 繁體版

原文原文链接

装饰器以及后面讲到的迭代器，生成器都是十二分重要的高级函数。python

若是将装饰器比做取经路上的一个大boss，那么想干掉它必须拿到三件法宝编程

法宝一（做用域）：

法宝二（函数即对象）：

在python的世界里，函数和咱们以前的[1,2,3],'abc',8等同样都是对象，并且函数是最高级的对象（对象是类的实例化，能够调用相应的方法，函数是包含变量对象的对象，牛逼！）。缓存

 
         def  
         foo(): 
        
         print 
         ( 
         'i am the foo' 
         ) 
        
         bar() 
        
         def  
         bar():      
        
         print 
         ( 
         'i am the bar' 
         ) 
        
         foo() 
        
         # def bar():      #报错 
        
         #     print('i am the bar')

带着这个问题，咱们聊一聊函数在内存的存储状况：闭包

图1app

函数对象的调用仅仅比其它对象多了一个()而已！foo,bar与a,b同样都是个变量名。函数式编程

那上面的问题也就解决了，只有函数加载到内存才能够被调用。函数

既然函数是对象，那么天然知足下面两个条件：性能

1. 其能够被赋给其余变量学习

 
         def  
         foo(): 
        
         print 
         ( 
         'foo' 
         ) 
        
         bar 
         = 
         foo 
        
         bar() 
        
         foo() 
        
         print 
         ( 
         id 
         (foo), 
         id 
         (bar))   
         #4321123592 4321123592

2. 其能够被定义在另一个函数内(做为参数&做为返回值),相似于整形，字符串等对象。测试

 
         #*******函数名做为参数********** 
        
         def  
         foo(func): 
        
         print 
         ( 
         'foo' 
         ) 
        
         func() 
        
         def  
         bar(): 
        
         print 
         ( 
         'bar' 
         ) 
        
         foo(bar) 
        
         #*******函数名做为返回值********* 
        
         def  
         foo(): 
        
         print 
         ( 
         'foo' 
         ) 
        
         return  
         bar 
        
         def  
         bar(): 
        
         print 
         ( 
         'bar' 
         ) 
        
         b 
         = 
         foo() 
        
         b()

注意：这里说的函数都是指函数名，好比foo；而foo()已经执行函数了，foo()是什么类型取决于return的内容是什么类型！！！

另外，若是你们理解不了对象，那么就将函数理解成变量，由于函数对象总会由一个或多个变量引用，好比foo，bar。

法宝三（函数的嵌套以及闭包）：

抛一个小问题：

 
         def  
         foo(): 
        
         print 
         ( 
         'foo' 
         ) 
        
         def  
         bar(): 
        
         print 
         ( 
         'bar' 
         ) 
        
         # bar() 
        
         bar()

是的，bar就是一个变量名，有本身的做用域的。

Python容许建立嵌套函数。经过在函数内部def的关键字再声明一个函数即为嵌套：

 
         #想执行inner函数,两种方法 
        
         def  
         outer(): 
        
         x  
         =  
         1 
        
         def  
         inner(): 
        
         print  
         (x)  
         # 1 
        
         # inner() # 2 
        
         return  
         inner 
        
         # outer() 
        
         in_func 
         = 
         outer() 
        
         in_func()

在这里，你有没有什么疑问？若是没有，那我问你：

1 两种调用方式有区别吗，不都是在外面调用inner吗？

 
         in_func 
         = 
         outer()  
        
         in_func()   
        
         ########### 
        
         inner()(已经加载到内存啦)

def outer():
     x = 1
     def inner():
         b=6
         print (x)
     return inner
#inner()#报错缘由:找不到这个引用变量
in_func=outer()#这里其实就是一个变量赋值,将inner的引用对象赋值给in_func,相似于a=5,b=a同样
               #有同窗会想直接赋值不行吗:in_func=inner? 哥,inner不仍是找不到吗,对吧
in_func()

缘由

def outer():
    x=1    #函数outer执行完毕即被销毁
print(x)

既然这样，i()执行的时候outer函数已经执行完了，为何inner还能够调用outer里的变量x呢？

哈，这就涉及到咱们叫讲的闭包啦！

由于：outer里return的inner是一个闭包函数，有x这个环境变量。

OK，那么什么是闭包呢？

闭包(closure)是函数式编程的重要的语法结构。

定义：若是在一个内部函数里，对在外部做用域（但不是在全局做用域）的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包(closure).

如上实例，inner就是内部函数，inner里引用了外部做用域的变量x（x在外部做用域outer里面，不是全局做用域），

则这个内部函数inner就是一个闭包。

再稍微讲究一点的解释是，闭包=函数块+定义函数时的环境，inner就是函数块，x就是环境，固然这个环境能够有不少，不止一个简单的x。

print(in_func.__closure__[0].cell_contents)　

# 用途1：当闭包执行完后，仍然可以保持住当前的运行环境。
# 好比说，若是你但愿函数的每次执行结果，都是基于这个函数上次的运行结果。我以一个相似棋盘游戏的例子
# 来讲明。假设棋盘大小为50*50，左上角为坐标系原点(0,0)，我须要一个函数，接收2个参数，分别为方向
# (direction)，步长(step)，该函数控制棋子的运动。棋子运动的新的坐标除了依赖于方向和步长之外，
# 固然还要根据原来所处的坐标点，用闭包就能够保持住这个棋子原来所处的坐标。

origin = [0, 0] # 坐标系统原点
legal_x = [0, 50] # x轴方向的合法坐标
legal_y = [0, 50] # y轴方向的合法坐标
def create(pos=origin):
 def player(direction,step):
  # 这里应该首先判断参数direction,step的合法性，好比direction不能斜着走，step不能为负等
  # 而后还要对新生成的x，y坐标的合法性进行判断处理，这里主要是想介绍闭包，就不详细写了。
  new_x = pos[0] + direction[0]*step
  new_y = pos[1] + direction[1]*step
  pos[0] = new_x
  pos[1] = new_y
  #注意！此处不能写成 pos = [new_x, new_y]，缘由在上文有说过
  return pos
 return player

player = create() # 建立棋子player，起点为原点
print (player([1,0],10)) # 向x轴正方向移动10步
print (player([0,1],20)) # 向y轴正方向移动20步
print (player([-1,0],10)) # 向x轴负方向移动10步

用途1

# 用途2：闭包能够根据外部做用域的局部变量来获得不一样的结果，这有点像一种相似配置功能的做用，咱们能够
# 修改外部的变量，闭包根据这个变量展示出不一样的功能。好比有时咱们须要对某些文件的特殊行进行分析，先
# 要提取出这些特殊行。

def make_filter(keep):
 def the_filter(file_name):
  file = open(file_name)
  lines = file.readlines()
  file.close()
  filter_doc = [i for i in lines if keep in i]
  return filter_doc
 return the_filter

# 若是咱们须要取得文件"result.txt"中含有"pass"关键字的行，则能够这样使用例子程序
filter = make_filter("pass")
filter_result = filter("result.txt")

用途2

装饰器概念

说了这么多，终于到了咱们的装饰器了。

装饰器本质上是一个函数，该函数用来处理其余函数，它可让其余函数在不须要修改代码的前提下增长额外的功能，装饰器的返回值也是一个函数对象。它常常用于有切面需求的场景，好比：插入日志、性能测试、事务处理、缓存、权限校验等应用场景。装饰器是解决这类问题的绝佳设计，有了装饰器，咱们就能够抽离出大量与函数功能自己无关的雷同代码并继续重用。归纳的讲，装饰器的做用就是为已经存在的对象添加额外的功能。

业务生产中大量调用的函数：

def foo():
    print('hello foo')
foo()

如今有一个新的需求，但愿能够记录下函数的执行时间，因而在代码中添加日志代码：

import time
def foo():
    start_time=time.time()
    print('hello foo')
    time.sleep(3)
    end_time=time.time()
    print('spend %s'%(end_time-start_time))
 
foo()

bar()、bar2()也有相似的需求，怎么作？再在bar函数里调用时间函数？这样就形成大量雷同的代码，为了减小重复写代码，咱们能够这样作，从新定义一个函数：专门设定时间:

import time
def show_time(func):
    start_time=time.time()
    func()
    end_time=time.time()
    print('spend %s'%(end_time-start_time))
 
 
def foo():
    print('hello foo')
    time.sleep(3)
 
show_time(foo)

逻辑上不难理解，并且运行正常。可是这样的话,你基础平台的函数修改了名字，容易被业务线的人投诉的，由于咱们每次都要将一个函数做为参数传递给show_time函数。并且这种方式已经破坏了原有的代码逻辑结构，以前执行业务逻辑时，执行运行foo()，可是如今不得不改为show_time(foo)。那么有没有更好的方式的呢？固然有，答案就是装饰器。　

简单装饰器

if foo()==show_time(foo) :问题解决!

因此，咱们须要show_time(foo)返回一个函数对象，而这个函数对象内则是核心业务函数:执行func()与装饰函数时间计算，修改以下：

import time
 
def show_time(func):
    def wrapper():
        start_time=time.time()
        func()
        end_time=time.time()
        print('spend %s'%(end_time-start_time))
 
    return wrapper
 
 
def foo():
    print('hello foo')
    time.sleep(3)
 
foo=show_time(foo)
foo()

函数show_time就是装饰器，它把真正的业务方法func包裹在函数里面，看起来像foo被上下时间函数装饰了。在这个例子中，函数进入和退出时，被称为一个横切面(Aspect)，这种编程方式被称为面向切面的编程(Aspect-Oriented Programming)。　

@符号是装饰器的语法糖，在定义函数的时候使用，避免再一次赋值操做

import time
 
def show_time(func):
    def wrapper():
        start_time=time.time()
        func()
        end_time=time.time()
        print('spend %s'%(end_time-start_time))
 
    return wrapper
 
@show_time   #foo=show_time(foo)
def foo():
    print('hello foo')
    time.sleep(3)
 
 
@show_time  #bar=show_time(bar)
def bar():
    print('in the bar')
    time.sleep(2)
 
foo()
print('***********')
bar()

如上所示，这样咱们就能够省去bar = show_time(bar)这一句了，直接调用bar()便可获得想要的结果。若是咱们有其余的相似函数，咱们能够继续调用装饰器来修饰函数，而不用重复修改函数或者增长新的封装。这样，咱们就提升了程序的可重复利用性，并增长了程序的可读性。

这里须要注意的问题： foo=show_time(foo)实际上是把wrapper引用的对象引用给了foo，而wrapper里的变量func之因此能够用，就是由于wrapper是一个闭包函数。

key：

@show_time帮咱们作的事情就是当咱们执行业务逻辑foo()时，执行的代码由粉框部分转到蓝框部分，仅此而已！

装饰器在Python使用如此方便都要归因于Python的函数能像普通的对象同样能做为参数传递给其余函数，能够被赋值给其余变量，能够做为返回值，能够被定义在另一个函数内。

import time
 
def show_time(func):
 
    def wrapper(a,b):
        start_time=time.time()
        func(a,b)
        end_time=time.time()
        print('spend %s'%(end_time-start_time))
 
    return wrapper
 
@show_time   #add=show_time(add)
def add(a,b):
 
    time.sleep(1)
    print(a+b)
 
add(2,4)

import time

def show_time(func):

    def wrapper(a,b):
        start_time=time.time()
        ret=func(a,b)
        end_time=time.time()
        print('spend %s'%(end_time-start_time))
        return ret

    return wrapper

@show_time   #add=show_time(add)
def add(a,b):

    time.sleep(1)
    return a+b

print(add(2,5))

注意点

不定长参数

带参数的被装饰函数　

#***********************************不定长参数
import time

def show_time(func):

    def wrapper(*args,**kwargs):
        start_time=time.time()
        func(*args,**kwargs)
        end_time=time.time()
        print('spend %s'%(end_time-start_time))

    return wrapper

@show_time   #add=show_time(add)
def add(*args,**kwargs):

    time.sleep(1)
    sum=0
    for i in args:
        sum+=i
    print(sum)

add(2,4,8,9)

带参数的装饰器

装饰器还有更大的灵活性，例如带参数的装饰器：在上面的装饰器调用中，好比@show_time，该装饰器惟一的参数就是执行业务的函数。装饰器的语法容许咱们在调用时，提供其它参数，好比@decorator(a)。这样，就为装饰器的编写和使用提供了更大的灵活性。

import time
 
def time_logger(flag=0):
 
    def show_time(func):
 
            def wrapper(*args,**kwargs):
                start_time=time.time()
                func(*args,**kwargs)
                end_time=time.time()
                print('spend %s'%(end_time-start_time))
 
                if flag:
                    print('将这个操做的时间记录到日志中')
 
            return wrapper
 
    return show_time
 
 
@time_logger(3)
def add(*args,**kwargs):
    time.sleep(1)
    sum=0
    for i in args:
        sum+=i
    print(sum)
 
add(2,7,5)

@time_logger(3) 作了两件事：

（1）time_logger(3)：获得闭包函数show_time，里面保存环境变量flag

（2）@show_time ：add＝show_time(add)

上面的time_logger是容许带参数的装饰器。它其实是对原有装饰器的一个函数封装，并返回一个装饰器(一个含有参数的闭包函数)。当我们使用@time_logger(3)调用的时候，Python可以发现这一层的封装，并把参数传递到装饰器的环境中。

多层装饰器

def makebold(fn):
    def wrapper():
        return "<b>" + fn() + "</b>"
    return wrapper
 
def makeitalic(fn):
    def wrapper():
        return "<i>" + fn() + "</i>"
    return wrapper
 
@makebold
@makeitalic
def hello():
    return "hello alvin"
 
hello()

过程：

类装饰器

再来看看类装饰器，相比函数装饰器，类装饰器具备灵活度大、高内聚、封装性等优势。使用类装饰器还能够依靠类内部的__call__方法，当使用 @ 形式将装饰器附加到函数上时，就会调用此方法。

import time

class Foo(object):
    def __init__(self, func):
        self._func = func

    def __call__(self):
        start_time=time.time()
        self._func()
        end_time=time.time()
        print('spend %s'%(end_time-start_time))

@Foo  #bar=Foo(bar)

def bar():

    print ('bar')
    time.sleep(2)

bar()    #bar=Foo(bar)()>>>>>>>没有嵌套关系了,直接active Foo的 __call__方法

functools.wraps

使用装饰器极大地复用了代码，可是他有一个缺点就是原函数的元信息不见了，好比函数的docstring、__name__、参数列表，先看例子：

def foo():
    print("hello foo")

print(foo.__name__)
#####################

def logged(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):

        print (func.__name__ + " was called")
        return func(*args, **kwargs)

    return wrapper


@logged
def cal(x):
   return x + x * x


print(cal.__name__)

########
# foo
# wrapper

解释：

等价于：

不难发现，函数f被wrapper取代了，固然它的docstring，__name__就是变成了wrapper函数的信息了。

 
            print  
            f.__name__     
            # prints 'wrapper' 
           
            print  
            f.__doc__      
            # prints None

这个问题就比较严重的，好在咱们有functools.wraps，wraps自己也是一个装饰器，它能把原函数的元信息拷贝到装饰器函数中，这使得装饰器函数也有和原函数同样的元信息了。

from functools import wraps
 
 
def logged(func):
 
    @wraps(func)
 
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print (func.__name__ + " was called")
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper
 
@logged
def cal(x):
   return x + x * x
 
print(cal.__name__)  #cal

内置装饰器

@staticmathod

@classmethod

@property

学习类的时候咱们详细介绍的...

补充

##----------------------------------------foo函数先加载到内存,而后foo变量指向新的引用,因此递归里的foo是wrapper函数对象
# def show_time(func):
#
#     def wrapper(n):
#         ret=func(n)
#         print("hello,world")
#         return ret
#     return wrapper
#
# @show_time# foo=show_time(foo)
# def foo(n):
#     if n==1:
#         return 1
#     return n*foo(n-1)
# print(foo(6))


########################
def show_time(func):

    def wrapper(n):
        ret=func(n)
        print("hello,world")
        return ret
    return wrapper

@show_time# foo=show_time(foo)
def foo(n):
    def _foo(n):
        if n==1:
            return 1
        return n*_foo(n-1)
    return _foo(n)
print(foo(6))

迭代函数被装饰

http://stackoverflow.com/questions/739654/how-can-i-make-a-chain-of-function-decorators-in-python/1594484#1594484