利用世界盃，讀懂 Python 裝飾器

Python 裝飾器是在面試過程高頻被問到的問題，裝飾器也是一個很是好用的特性，
熟練掌握裝飾器會讓你的編程思路更加寬廣，程序也更加 pythonic。

今天就結合最近的世界盃帶你們理解下裝飾器。

德國戰車

6 月 17 日德國戰墨西哥，小癡雖然是一個僞球迷，但每一年的世界盃仍是會了解下。而德國是上屆的冠軍，又是這屆奪冠熱門。德意志戰車在 32 年間小組賽就沒有輸過！臥槽！雖然小癡不多賭球，但此次德國如此強大，確定會贏吧。搏一搏單車變摩托！隨後小癡買了德國隊贏。內心想着此次確定穩了！贏了會所嫩模！小癡連比賽都不看，美滋滋的敲着代碼。

而後比賽結果倒是德國爆冷 0:1 輸給墨西哥隊，德國隊輸了比賽，小癡也下海乾活。只是此時的天台有點擠，風還有大。

小癡含淚的寫下了下面的代碼：

def guess_win(func):
    def rooftop_status():
        result = func()
        print('天台已滿，請排隊！')
        return result
    return rooftop_status
@guess_win
def german_team():
    print('德國必勝！') 
複製代碼

輸出結果：

德國必勝！
天台已滿，請排隊！ 
複製代碼

裝飾器是什麼

首先咱們先來了解下什麼是裝飾器，嚴格來講，裝飾器只是語法糖，裝飾器是可調用的對象，能夠像常規的可調用對象那樣調用，特殊的地方是裝飾器的參數是一個函數。

裝飾器的存在是爲了適用兩個場景，一個是加強被裝飾函數的行爲，另外一個是代碼重用。

好比在上面的例子中咱們在壓德國隊贏的時候，本來的 german_team() 函數只是輸出德國必勝，但在使用裝飾器（guess_win）後，它的功能多了一項：輸出「天台已滿，請排隊！」。這就是一個簡單的裝飾器，實現了「加強被裝飾函數的行爲」。

一個良好的裝飾器必需要遵照兩個原則：

• 1 不能修改被裝飾函數的代碼

• 2 不能修改被裝飾函數的調用方式

這裏並不難以理解，在如今的生產環境中，不少代碼是不能輕易的改寫，由於這樣有可能發送意想不到的影響。還有一點就是咱們在看大神的代碼，咱們根本不懂如何改寫。同時你也不能修改調用方式，由於你並不知道有在一個項目中，有多少處應用了此函數。

裝飾器理解基礎

若是你想要很好的理解裝飾器，那下面的兩個內容須要你先有所認知。

• 1 函數名能夠賦值給變量

• 2 高階函數

1 函數名能夠賦值給變量

咱們來看下這個例子：

def func(name):
    print('我是{}！慌的一逼！'.format(name))
func('梅西')
y = func
y('勒夫') 
複製代碼

輸出結果：

我是梅西！慌的一逼！
我是勒夫！慌的一逼！
複製代碼

在代碼中咱們首先定義了函數 func，並調用了 func 函數，而且把 func 賦值給 y。y = func 代表了：函數名能夠賦值給變量，而且不影響調用。

這樣講，可能還有些人不太明白。咱們在來對比下咱們經常使用的操做。這其實和整數、數字是同樣的，下面的代碼你確定熟悉：

a = 1
b = a
print(a, b) 
複製代碼

2 高階函數

高階函數知足以下的兩個條件中的任意一個：a.能夠接收函數名做爲實參；b.返回值中能夠包含函數名。

在 Python 標準庫中的 map 和 filter 等函數就是高階函數。

l = [1, 2, 4]
r = map(lambda x: x*3, l)
for i in r:
    print('當前天台人數：', i) 
複製代碼

輸出結果：

當前天台人數： 3
當前天台人數： 6
當前天台人數： 12 
複製代碼

自定義一個能返回函數的函數，也是高階函數：

def f(l):
    return map(lambda x: x *5, l)
a = f(l)
for i in a:
    print('當前天台人數：', i) 
複製代碼

輸出結果：

當前天台人數： 5
當前天台人數： 10
當前天台人數： 20 
複製代碼

實現一個相似的裝飾器

如今你已經知道了「函數名賦值」和「高階函數」，有了這兩個基礎，咱們就能夠嘗試實現一個相似的裝飾器。

def status(func):
    print('慌的一逼！')
    return func
def name():
    print('我是梅西！')
temp = status(name)
temp() 
複製代碼

輸出結果：

慌的一逼！
我是梅西！ 
複製代碼

在這個例子中咱們定義了一個 status 函數，status 接收一個函數名而後直接返回該函數名。這樣咱們實現了不修改原函數 name，而且添加了一個新功能的需求。可是這裏有個缺陷就是函數的調用方式改變了。即不是本來的 name，而是 temp。

要解決這個問題很簡單，相信 a = a*3 這樣的表達式你們都見過，那麼上述代碼中的 temp = status(name) 一樣能夠修改成 name = status(name)，這樣咱們就完美的解決了問題：既添加新功能又沒有修改原函數和其調用方式。修改後的代碼以下：

def status(func):
    print('慌的一逼！')
    return func
def name():
    print('我是梅西！')
name = status(name)
name() 
複製代碼

但這樣的代碼卻有個不便之處，即每次使用這樣的裝飾器，咱們都要寫相似 name = status(name) 的代碼。程序員都是懶的，因此纔有那麼多高級的語法。在 python 中爲了簡化這種狀況，提供了一個語法糖 @，在每一個被裝飾的函數上方使用這個語法糖就能夠省掉這一句代碼 name = status(name)，最後的代碼以下：

def status(func):
    print('慌的一逼！')
    return func
@status
def name():
    print('我是梅西！')
name() 
複製代碼

這樣咱們就弄清楚了裝飾器的工做原理：

• 1 寫一個高階函數，即參數是函數，返回的也是函數。

• 2 在利用語法糖@，簡化賦值操做。

可是對比開頭的例子，仍是有些不同。在開始的例子中，咱們還實現了一個 rooftop_status 函數，來判斷下當前的天台狀是否人滿。可是咱們如今是直接返回了函數名，這樣函數調用後咱們就沒辦法作任何事情。梅西和德國慌了，咱們也慌了，各個都要天台見，但在這以前咱們也要考慮下天台的狀況。

爲了能判斷天台的狀況，因此此時咱們須要在嵌套一層函數，將實現額外功能的部分寫在內層函數中，而後將這個內層函數返回便可。這也是爲何裝飾器都是嵌套函數的緣由。

另外，開篇的例子並無返回值，也沒有參數，要對既有參數又有返回值的函數進行裝飾的話，還須要進一步完善。 可以處理返回值的裝飾器：

def guess_win(func):
    def rooftop_status():
        result = func()
        print('天台已滿，請排隊！')
        return result
    return rooftop_status
@guess_win
def german_team():
    print('德國必勝！')
    return '贏了會所嫩模！輸了下海乾活！'
x = german_team()
print(x) 
複製代碼

輸出結果：

德國必勝！
天台已滿，請排隊！
贏了會所嫩模！輸了下海乾活！ 
複製代碼

可以處理參數的裝飾器：

def guess_win(func):
    def rooftop_status(*args, **kwargs):
        result = func(*args, **kwargs)
        print('天台已滿，請排隊！')
        return result
    return rooftop_status
@guess_win
def german_team(arg):
    print('{}必勝！'.format(arg))
    return '贏了會所嫩模！輸了下海乾活！'
x = german_team('德國')
y = german_team('西班牙')
print(x) 
複製代碼

輸出結果：

德國必勝！
天台已滿，請排隊！
西班牙必勝！
天台已滿，請排隊！
贏了會所嫩模！輸了下海乾活！ 
複製代碼

總結

裝飾器的本質是函數，其參數是另外一個函數（被裝飾的函數）。裝飾器一般會額外處理被裝飾的函數，而後把它返回，或者將其替換成另外一個函數或可調用對象。行爲良好的裝飾器能夠重用，以減小代碼量。

對於這屆的世界盃，我總結了下。

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