python 函數式編程之裝飾器

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裝飾器

由於函數也是一個對象,而且函數對象可以被賦值給變量,所以,通過變量也能調用該函數。

def now():
    print ('2019-6-24')
f = now
f()

運行結果:

2019-6-24

Process finished with exit code 0

函數對象有一個__name__屬性,可以拿到函數的名字:

def now():
    print ('2019-6-24')
f = now
f()

print now.__name__
print f.__name__

運行結果:

now
now

Process finished with exit code 0

現在,假設我們要增強now()函數的功能,比如,在函數調用前後自動打印日誌,但又不希望修改now()函數的定義,這種在代碼運行期間動態增加功能的方式,稱之爲“裝飾器”(Decorator)。

本質上,decorator就是一個返回函數的高階函數。所以,我們要定義一個能打印日誌的decorator,可以定義如下:

def log(func):
    def wrapper(*args, **kw):
        print 'call %s():' % func.__name__
        return func(*args, **kw)
    return wrapper

觀察上面的log,因爲它是一個decorator,所以接受一個函數作爲參數,並返回一個函數。我們要藉助Python的@語法,把decorator置於函數的定義處:

@log
def now():
    print ('2019-6-24')
now ()

調用now()函數,不僅會運行now()函數本身,還會在運行now()函數前打印一行日誌:

call now():
2019-6-24

Process finished with exit code 0

把@log放到now()函數的定義處,相當於執行了語句:

now = log(now)

由於log()是一個decorator,返回一個函數,所以,原來的now()函數仍然存在,只是現在同名的now變量指向了新的函數,於是調用now()將執行新函數,即在log()函數中返回的wrapper()函數。

wrapper()函數的參數定義是(*args, **kw),因此,wrapper()函數可以接受任意參數的調用。在wrapper()函數內,首先打印日誌,再緊接着調用原始函數。

如果decorator本身需要傳入參數,那就需要編寫一個返回decorator的高階函數,寫出來會更復雜。比如,要自定義log的文本:

def logone(text):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kw):
            print '%s %s():' % (text, func.__name__)
            return func(*args, **kw)
        return wrapper
    return decorator

這個3層嵌套的decorator用法如下:

@logone('execute')
def nowone():
    print '2019-6-25'
nowone()

執行結果如下:

execute nowone():
2019-6-25

Process finished with exit code 0

和兩層嵌套的decorator相比,3層嵌套的效果是這樣的:

now = log('execute')(now)

我們來剖析上面的語句,首先執行log(‘execute’),返回的是decorator函數,再調用返回的函數,參數是now函數,返回值最終是wrapper函數。

以上兩種decorator的定義都沒有問題,但還差最後一步。因爲我們講了函數也是對象,它有__name__等屬性,但你去看經過decorator裝飾之後的函數,它們的__name__已經從原來的’now’變成了’wrapper’:

print nowone.__name__

運行結果:

wrapper

Process finished with exit code 0

因爲返回的那個wrapper()函數名字就是’wrapper’,所以,需要把原始函數的__name__等屬性複製到wrapper()函數中,否則,有些依賴函數簽名的代碼執行就會出錯。

不需要編寫wrapper.name = func.__name__這樣的代碼,Python內置的functools.wraps就是幹這個事的,所以,一個完整的decorator的寫法如下:

import functools

def log(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kw):
        print('call %s():' % func.__name__)
        return func(*args, **kw)
    return wrapper

或者針對帶參數的decorator:

import functools

def log(text):
    def decorator(func):
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args, **kw):
            print('%s %s():' % (text, func.__name__))
            return func(*args, **kw)
        return wrapper
    return decorator

import functools是導入functools模塊。模塊的概念稍候講解。現在,只需記住在定義wrapper()的前面加上@functools.wraps(func)即可。

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