Python函數篇（5）-裝飾器及實例講解

1.裝飾器的概念

  裝飾器本質上就是一個函數，主要是爲其餘的函數添加附加的功能，裝飾器的原則有如下兩個：

• 裝飾器不能修改被修飾函數的源代碼
  
• 裝飾器不能修改被修改函數的調用方式　　

  裝飾器能夠簡單的理解爲：高階函數+嵌套函數+閉包

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2.高階函數

  高階函數我在前面的博客中已經講過了，在這裏我再簡單的說一下吧。
  高階函數:若是一個函數接收的參數是一個函數名，或者返回值是函數名，只要知足任意一個條件，這個函數就稱爲高階函數。

• 接收的參數是一個函數名

def foo():
    print("the result from foo")
def bar(func):
    func()
    print("the result from bar")
bar(foo)

  在上面的例子中，我定義了兩個函數，foo()和bar()，在調用bar()函數的時候，我將foo()做爲一個參數傳給了bar()，運行就會獲得foo()的結果，這樣的函數就能夠成爲高階函數。

• 返回值是一個函數名
  

def foo():
    print("the result from foo")
def bar(func):
    return func
bar(foo)

  調用bar()函數 返回的就是foo()的內存地址，這也能夠稱爲高階函數。

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3.函數嵌套

  函數嵌套：函數嵌套我在前面也已經講過了，其實就是函數的內部再聲明函數，很好理解的一個概念，舉個例子：以下

def foo():
    print("the result from foo")
    def bar():
        print("the result from bar")
    bar()
foo()

  在上面這個例子中，我在函數foo()的內部又寫了一個bar()函數，並在下面調用了該函數，這種方式就叫作函數嵌套，能夠嵌套不少層，只要注意函數縮進問題

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4.閉包

  在Python中閉包的表現形式能夠理解爲：若是在一個內部函數裏，對在外部做用域（但不是在全局做用域）的變量進行引用，那麼內部函數就被認爲是閉包(closure)。
  單從上面的定義可能很難理解，我下面用一個簡單的程序說明一下：

def foo():
    a=1
    b=2
    def bar():
        c=3
        return a+b+c
    return bar
print(foo()())

  在上面這個例子中，bar()就是foo()的一個內部函數，在bar()的局部做用於能夠直接使用foo()的局部變量a，b，簡單的說，這種內部函數能夠訪問外部函數變量的行爲，就叫作閉包。

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4.裝飾器實例

  爲了能讓你們更好的理解裝飾器，我會分步作出這個實例。

• 裝飾器的基本實現

  先定義一個函數name()，3秒後打印名字

import time
def name():
    time.sleep(2)
    print("my name is 尼古拉斯趙四")
name()

  如今有一個需求，我想要統計這個函數一個運行了多少秒，在不修改源代碼的狀況下，就須要給這個函數寫一個裝飾器來完成這個需求。

def timmer(func):       #定義一個形參，就是爲了接受name()這個函數，注意前面文章就已經強調過的：函數即變量---func=name
    def wapper():       #定義函數wapper()，用來接收name的參數
        start_time=time.time()
        func()          #實質上就是在運行test()       
        stop_time=time.time()
        print("name()函數一共運行了%s 秒"%(stop_time-start_time))
    return wapper       

import time
@timmer             #使用裝飾器的方法，經過@+做爲裝飾器的那個函數名
def name():
    time.sleep(2)
    print("my name is 尼古拉斯趙四")
name()
運行結果：
my name is 尼古拉斯趙四
name()函數一共運行了2.0002381801605225 秒

  上面這個例子就是一個簡單的裝飾器，沒有修改原函數的調用方法和返回值，裝飾器timmer中用到了高階函數+函數嵌套+閉包的知識，ok，完美。

• 在裝飾器中添加參數
    上面的例子是完美的實現了所須要的功能，可是問題來了，若是原函數是如今這樣呢？
  

def name(my_name,my_age):
    time.sleep(2)
    print("my name is %s,my age is %s"%(my_name,my_age))
name("尼古拉斯趙四",18)

  我須要隨機傳入兩個值，打印出他的姓名和年齡，若是原函數這樣調用，使用上面的裝飾器確定會出錯，那就須要在裝飾器函數中作以下修改：def wapper(my_name,my_age)和func(my_name,my_age)這兩行加入相同的參數，也是能夠的，但若是name函數我再修改呢，不傳入兩個參數了 ，傳3個 或更多，每次都要去修改豈不是很麻煩，這就須要作一些改變了 。

def timmer(func):      
    def wapper(*args,**kwargs):         #這裏用*args，**kwargs代替，這樣 ，無論原函數傳入多少個參數，均可以匹配
        start_time=time.time()
        func(*args,**kwargs)             #一樣，接受任意多個參數 （若是不懂這個什麼意思，翻看我前面函數篇的博客，有講到）
        stop_time=time.time()
        print("name()函數一共運行了%s 秒"%(stop_time-start_time))
    return wapper

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• 裝飾器添加返回值
    參數問題解決了，下面個人原函數又變了
  

def name(my_name,my_age):
    time.sleep(2)
    print("my name is %s,my age is %s"%(my_name,my_age))
    return "尼古拉斯  你真年輕"
print(name("尼古拉斯趙四",18))
運行結果：
my name is 尼古拉斯趙四,my age is 18
尼古拉斯  你真年輕

  在這個函數中，我需求是在運行完函數返回"尼古拉斯 你真年輕"這句話，仍是用上面的裝飾器返回值會是my name is 尼古拉斯趙四,my age is 18 name()函數一共運行了2.000795364379883 秒 None，返回值是None而不是想要的結果，你們能夠試一下，因此要加以下修改：

def timmer(func):
    def wapper(*args,**kwargs):         
        start_time=time.time()
        res=func(*args,**kwargs)            #將func()運行結果賦值給變量res
        stop_time=time.time()
        print("name()函數一共運行了%s 秒"%(stop_time-start_time))
        return res                          #返回res，其實就是在返回name()
    return wapper

  上面就詳細寫了裝飾器的實現過程，就先寫到這，後續我會豐富裝飾器並作出一個通俗易懂的例子供你們參考，稍後一些時間也會發布在個人博客裏，感興趣的到時候能夠看一下，但願能夠幫助你們對裝飾器有更好的理解。