Python 函數(shù)裝飾器應(yīng)用教程
一、什么是函數(shù)裝飾器
1.函數(shù)裝飾器是Python提供的一種增強(qiáng)函數(shù)功能的標(biāo)記函數(shù)；
2.裝飾器是可調(diào)用的函數(shù)對(duì)象，其參數(shù)是另一個(gè)函數(shù)(被裝飾的函數(shù))；
我們可以使用修飾器來(lái)封裝某個(gè)函數(shù)，從而讓程序在執(zhí)行這個(gè)函數(shù)之前與執(zhí)行完這個(gè)函數(shù)之后，分別運(yùn)行某些代碼。這意味著，調(diào)用者傳給函數(shù)的參數(shù)值、函數(shù)返回給調(diào)用者的值，以及函數(shù)拋出的異常，都可以由修飾器訪問(wèn)并修改。這是個(gè)很有用的機(jī)制，能夠確保用戶以正確的方式使用函數(shù)，也能夠用來(lái)調(diào)試程序或?qū)崿F(xiàn)函數(shù)注冊(cè)功能，此外還有許多用途。
二、函數(shù)裝飾器的執(zhí)行時(shí)機(jī)
函數(shù)裝飾器在被裝飾函數(shù)編譯解析之后直接執(zhí)行，裝飾器是按照從上到下執(zhí)行的；
函數(shù)裝飾器內(nèi)部定義的返回函數(shù)依附在裝飾器的執(zhí)行環(huán)境中；
函數(shù)裝飾器每次執(zhí)行都會(huì)生成新的返回函數(shù)；
import sys
def dec1(m):
print(f'{sys._getframe().f_code.co_name} is execute, arg {m.__name__}')
def newm1():
print(f'{sys._getframe().f_code.co_name}')
return newm1;
@dec1
def m1():
print(f'{sys._getframe().f_code.co_name}')
@dec1
def m11():
print(f'{sys._getframe().f_code.co_name}')
if __name__ == '__main__':
print(m1)
print(m11)
print(f'm1==m11:{m1==m11}')
# dec1 is execute, arg m1
# dec1 is execute, arg m11
# <function dec1.<locals>.newm1 at 0x7fdfa97d9160>
# <function dec1.<locals>.newm1 at 0x7fdfa97d91f0>
# m1==m11:False
三、變量作用域
Python中將變量聲明和賦值操作合一，很容易導(dǎo)致函數(shù)局部變量覆蓋函數(shù)外的變量
b=6
def f():
print(b)
f()
# 6
b=6
def f():
print(b)
b = 9
f()
# UnboundLocalError: local variable 'b' referenced before assignment
通過(guò)生成的字節(jié)碼可以看到兩者對(duì)變量b的處理的差異，前者直接LOAD_GLOBAL，后者是LOAD_FAST，但是給b賦值卻在print之后導(dǎo)致報(bào)錯(cuò)；
from dis import dis
b=6
def f():
print(b)
# b = 9
dis(f)
# 5 0 LOAD_GLOBAL 0 (print)
# 2 LOAD_GLOBAL 1 (b)
# 4 CALL_FUNCTION 1
# 6 POP_TOP
# 8 LOAD_CONST 0 (None)
# 10 RETURN_VALUE
from dis import dis
b=6
def f():
print(b)
b = 9
# 5 0 LOAD_GLOBAL 0 (print)
# 2 LOAD_FAST 0 (b)
# 4 CALL_FUNCTION 1
# 6 POP_TOP
# 6 8 LOAD_CONST 1 (9)
# 10 STORE_FAST 0 (b)
# 12 LOAD_CONST 0 (None)
# 14 RETURN_VALUE
可以使用global來(lái)強(qiáng)制聲明b是全局變量，然后就可以重新賦值了；
b=6
def f():
global b
print(b)
b = 9
f()
# 6
四、閉包
閉包是是指可以訪問(wèn)非在函數(shù)體內(nèi)定義的非全局變量的函數(shù)；
通過(guò)函數(shù)的__code__及__closure__可以看到局部變量和自由變量及閉包的情況；
def makesum():
sum = [0]
def s(val):
sum[0] += val
return sum[0]
return s
s = makesum()
print(s(1))
print(s(2))
print(s.__code__.co_varnames)
print(s.__code__.co_freevars)
print(s.__closure__)
print(s.__closure__[0].cell_contents)
# 1
# 3
# ('val',)
# ('sum',)
# (<cell at 0x7f63321f1b20: list object at 0x7f63321e8a00>,)
# [3]
基于三中Python變量作用域的緣故，上邊的sum只能使用列表對(duì)象，python提供的nonlocal關(guān)鍵字可以直接使用int類型的變量；
def makesum():
sum = 0
def s(val):
nonlocal sum
sum += val
return sum
return s
s = makesum()
print(s(1))
print(s(2))
print(s.__code__.co_varnames)
print(s.__code__.co_freevars)
print(s.__closure__)
print(s.__closure__[0].cell_contents)
# 1
# 3
# ('val',)
# ('sum',)
# (<cell at 0x7f73e6a4ab20: int object at 0x7f73e6b47970>,)
# 3
五、保留函數(shù)的元數(shù)據(jù)
函數(shù)裝飾器默認(rèn)會(huì)使用返回的函數(shù)完全取代被裝飾的函數(shù)，這樣可能會(huì)導(dǎo)致序列化或者開(kāi)發(fā)工具智能提示的問(wèn)題；可以使用functools.wraps來(lái)保留原始函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)屬性(name、module、__annotations__等)；
import functools
def dec(func):
def real():
'''this is real function'''
pass
return real
def wrapsdec(func):
@functools.wraps(func)
def real():
'''this is real function'''
pass
return real
@dec
def max(nums):
'''this is max function'''
pass
@wrapsdec
def sum(nums):
'''this is sum function'''
print(max)
print(max.__name__)
print(max.__doc__)
print(help(max))
print()
print(sum)
print(sum.__name__)
print(sum.__doc__)
print(help(sum))
# <function dec.<locals>.real at 0x7f1bfd4241f0>
# real
# this is real function
# Help on function real in module __main__:
#
# real()
# this is real function
#
# None
#
# <function sum at 0x7f1bfd424280>
# sum
# this is sum function
# Help on function sum in module __main__:
#
# sum(nums)
# this is sum function
#
# None
六、支持關(guān)鍵字參數(shù)、位置參數(shù)
def dec(func):
def real(*args, **kwargs):
result = func(*args, **kwargs)
return result
return real
@dec
def sum(*nums, **kwargs):
s = 0
for n in nums:
s = s + n
for a in kwargs.values():
s = s + a
return s
print(sum(1,2,3,first=1))
七、使用lru_cache緩存函數(shù)執(zhí)行結(jié)果
lru_cache內(nèi)部使用函數(shù)的參數(shù)作為key，使用dict進(jìn)行緩存執(zhí)行結(jié)果，減少重復(fù)計(jì)算；
默認(rèn)支持緩存128條記錄，超過(guò)后采用LRU方式丟棄多余記錄；
需要注意執(zhí)行中不要改變參數(shù)，否則會(huì)影響字典key的有效性；
from functools import lru_cache
@lru_cache()
def fibonacci(n):
print(f'fibonacci({n})')
if n<2:
return n
return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)
print(fibonacci(6))
# fibonacci(6)
# fibonacci(5)
# fibonacci(4)
# fibonacci(3)
# fibonacci(2)
# fibonacci(1)
# fibonacci(0)
# 8
八、使用singledispatch實(shí)現(xiàn)泛型函數(shù)
python不支持方法或者函數(shù)的重載，我們無(wú)法單獨(dú)定義不同參數(shù)類型的同名函數(shù)；
singledispatch提供了這樣一種能力，其通過(guò)注冊(cè)具體的參數(shù)類型和關(guān)聯(lián)的函數(shù)；
我們可以在自己的模塊定義自己的類型，并實(shí)現(xiàn)自己的自定義函數(shù)；
import math
import numbers
from functools import singledispatch
@singledispatch
def absall(obj):
return abs(obj)
@absall.register(numbers.Number)
def numabs(num):
return abs(num)
@absall.register(numbers.Complex)
def cabs(c):
return math.sqrt(c.real*c.real + c.imag* c.imag)
class Line:
def __init__(self, startx, starty, endx, endy):
self.startx = startx
self.starty = starty
self.endx = endx
self.endy = endy
@absall.register(Line)
def lineabs(line):
y =line.endy - line.starty
x = line.endx - line.startx
return math.sqrt(x*x + y*y)
print(absall(-1.1))
print(absall(3+4j))
l = Line(1,2,4,6)
print(absall(l))
# 1.1
# 5.0
# 5.0
九、通過(guò)參數(shù)控制函數(shù)裝飾器的行為
函數(shù)裝飾器本身不支持傳遞參數(shù)，解析源代碼的時(shí)候，python會(huì)將被裝飾的函數(shù)對(duì)象作為第一個(gè)參數(shù)傳遞給裝飾器；
我們可以通過(guò)在函數(shù)裝飾器外再嵌套一個(gè)函數(shù)工廠來(lái)承載裝飾特定函數(shù)的時(shí)候設(shè)置的參數(shù)；?
def accesscontrol(checkuser=True, updatesession=True):
def dec(func):
def checkuserf():
print('check user')
return True
def updatesessionf():
print('update session')
return True
def access():
if checkuser:
checkuserf()
if updatesession:
updatesessionf()
func()
return access
return dec
@accesscontrol()
def pushitem():
print('pushitem')
return True
@accesscontrol(checkuser=False)
def getitem():
print('getitem')
return True
# pushitem()
# print()
# getitem()
#
# check user
# update session
# pushitem
#
# update session
# getitem
以上就是Python 函數(shù)裝飾器應(yīng)用教程的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python 函數(shù)裝飾器的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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