裝飾器(decorator)是一種高級(jí)Python語(yǔ)法。裝飾器可以對(duì)一個(gè)函數(shù)、方法或者類(lèi)進(jìn)行加工。在Python中，我們有多種方法對(duì)函數(shù)和類(lèi)進(jìn)行加工，比如在Python閉包中，我們見(jiàn)到函數(shù)對(duì)象作為某一個(gè)函數(shù)的返回結(jié)果。相對(duì)于其它方式，裝飾器語(yǔ)法簡(jiǎn)單，代碼可讀性高。因此，裝飾器在Python項(xiàng)目中有廣泛的應(yīng)用。

前面快速介紹了裝飾器的語(yǔ)法，在這里，我們將深入裝飾器內(nèi)部工作機(jī)制，更詳細(xì)更系統(tǒng)地介紹裝飾器的內(nèi)容，并學(xué)習(xí)自己編寫(xiě)新的裝飾器的更多高級(jí)語(yǔ)法。

什么是裝飾器

裝飾是為函數(shù)和類(lèi)指定管理代碼的一種方式。Python裝飾器以?xún)煞N形式呈現(xiàn)：

【1】函數(shù)裝飾器在函數(shù)定義的時(shí)候進(jìn)行名稱(chēng)重綁定，提供一個(gè)邏輯層來(lái)管理函數(shù)和方法或隨后對(duì)它們的調(diào)用。

【2】類(lèi)裝飾器在類(lèi)定義的時(shí)候進(jìn)行名稱(chēng)重綁定，提供一個(gè)邏輯層來(lái)管理類(lèi)，或管理隨后調(diào)用它們所創(chuàng)建的實(shí)例。

簡(jiǎn)而言之，裝飾器提供了一種方法，在函數(shù)和類(lèi)定義語(yǔ)句的末尾插入自動(dòng)運(yùn)行的代碼——對(duì)于函數(shù)裝飾器，在def的末尾；對(duì)于類(lèi)裝飾器，在class的末尾。這樣的代碼可以扮演不同的角色。
裝飾器提供了一些和代碼維護(hù)性和審美相關(guān)的有點(diǎn)。此外，作為結(jié)構(gòu)化工具，裝飾器自然地促進(jìn)了代碼封裝，這減少了冗余性并使得未來(lái)變得更容易。

函數(shù)裝飾器

通過(guò)在一個(gè)函數(shù)的def語(yǔ)句的末尾運(yùn)行另一個(gè)函數(shù)，把最初的函數(shù)名重新綁定到結(jié)果。

用法

裝飾器在緊挨著定義一個(gè)函數(shù)或方法的def語(yǔ)句之前的一行編寫(xiě)，并且它由@符號(hào)以及緊隨其后的對(duì)于元函數(shù)的一個(gè)引用組成——這是管理另一個(gè)函數(shù)的一個(gè)函數(shù)（或其他可調(diào)用對(duì)象）。
在編碼上，函數(shù)裝飾器自動(dòng)將如下語(yǔ)法：

@decorator 
def F(arg): 
... 
F(99)

映射為這個(gè)對(duì)等形式：

def F(arg): 
... 
F = decorator(F) 
F(99)

這里的裝飾器是一個(gè)單參數(shù)的可調(diào)用對(duì)象，它返回與F具有相同數(shù)目的參數(shù)的一個(gè)可調(diào)用對(duì)象。
當(dāng)隨后調(diào)用F函數(shù)的時(shí)候，它自動(dòng)調(diào)用裝飾器所返回的對(duì)象。

換句話(huà)說(shuō)，裝飾實(shí)際把如下的第一行映射為第二行（盡管裝飾器只在裝飾的時(shí)候運(yùn)行一次）

fun(6,7) 
decorator(func)(6,7) 

這一自動(dòng)名稱(chēng)重綁定也解釋了之前介紹的靜態(tài)方法和property裝飾器語(yǔ)法的原因：

class C: 
@staticmethod 
def meth(...):... 
@property 
def name(self):...

實(shí)現(xiàn)

裝飾器自身是返回可調(diào)用對(duì)象的可調(diào)用對(duì)象。實(shí)際上，它可以是任意類(lèi)型的可調(diào)用對(duì)象，并且返回任意類(lèi)型的可調(diào)用對(duì)象：函數(shù)和類(lèi)的任何組合都可以使用，盡管一些組合更適合于特定的背景。

有一種常用的編碼模式——裝飾器返回了一個(gè)包裝器，包裝器把最初的函數(shù)保持到一個(gè)封閉的作用域中：

def decorator(F): 
def wrapper(*args): 
# 使用 F 和 *args 
# 調(diào)用原來(lái)的F(*args) 
return wrapper 
@decorator 
def func(x,y): 
... 
func(6,7)

當(dāng)隨后調(diào)用名稱(chēng)func的時(shí)候，它確實(shí)調(diào)用裝飾器所返回的包裝器函數(shù)；隨后包裝器函數(shù)可能運(yùn)行最初的func，因?yàn)樗谝粋€(gè)封閉的作用域中仍然可以使用。

為了對(duì)類(lèi)做同樣的事情，我們可以重載調(diào)用操作：

class decorator: 
def __init__(self,func): 
self.func = func 
def __call__(self,*args): 
# 使用self.func和args 
# self.func(*args)調(diào)用最初的func 
@decorator 
def func(x,y): 
... 
func(6,7)

但是，要注意的是，基于類(lèi)的代碼中，它對(duì)于攔截簡(jiǎn)單函數(shù)有效，但當(dāng)它應(yīng)用于類(lèi)方法函數(shù)時(shí)，并不很有效：
如下反例:

class decorator: 
def __init__(self,func): 
self.func = func 
def __call__(self,*args): 
# 調(diào)用self.func(*args)失敗，因?yàn)镃實(shí)例參數(shù)無(wú)法傳遞 
class C: 
@decorator 
def method(self,x,y): 
...

這時(shí)候裝飾的方法重綁定到一個(gè)類(lèi)的方法上，而不是一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)，這一點(diǎn)帶來(lái)的問(wèn)題是，當(dāng)裝飾器的方法__call__隨后運(yùn)行的時(shí)候，其中的self接受裝飾器類(lèi)實(shí)例，并且類(lèi)C的實(shí)例不會(huì)包含到一個(gè)*args中。

這時(shí)候，嵌套函數(shù)的替代方法工作得更好：

def decorator: 
def warpper(*args): 
# ... 
return wrapper 
@decorator 
def func(x,y): 
... 
func(6,7) 
class C: 
@decorator 
def method(self,x,y): 
... 
x = C() 
x.method(6,7)

類(lèi)裝飾器

類(lèi)裝飾器與函數(shù)裝飾器使用相同的語(yǔ)法和非常相似的編碼方式。類(lèi)裝飾器是管理類(lèi)的一種方式，或者用管理或擴(kuò)展類(lèi)所創(chuàng)建的實(shí)例的額外邏輯，來(lái)包裝實(shí)例構(gòu)建調(diào)用。

用法

假設(shè)類(lèi)裝飾器返回一個(gè)可調(diào)用對(duì)象的一個(gè)單參數(shù)的函數(shù)，類(lèi)裝飾器的語(yǔ)法為：

@decorator 
class C: 
... 
x = C(99)

等同于下面的語(yǔ)法：

class C: 
... 
C = decorator(C) 
x = C(99)

直接效果是隨后調(diào)用類(lèi)名會(huì)創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，該實(shí)例會(huì)觸發(fā)裝飾器所返回的可調(diào)用對(duì)象，而不是調(diào)用最初的類(lèi)自身。

實(shí)現(xiàn)

類(lèi)裝飾器返回的可調(diào)用對(duì)象，通常創(chuàng)建并返回最初的類(lèi)的一個(gè)新的實(shí)例，以某種方式來(lái)擴(kuò)展對(duì)其接口的管理。例如，下面的實(shí)例插入一個(gè)對(duì)象來(lái)攔截一個(gè)類(lèi)實(shí)例的未定義的屬性：

def decorator(cls): 
class Wrapper: 
def __init__(self,*args): 
self.wrapped = cls(*args) 
def __getattr__(self,name): 
return getattr(self.wrapped,name) 
return Wrapper 
@decorator 
class C: # C = decorator(C) 
def __init__(self,x,y): # Run by Wrapper.__init__ 
self.attr = 'spam' 
x = C(6,7) # 等價(jià)于Wrapper(6,7) 
print(x.attr)

在這個(gè)例子中，裝飾器把類(lèi)的名稱(chēng)重新綁定到另一個(gè)類(lèi)，這個(gè)類(lèi)在一個(gè)封閉的作用域中保持了最初的類(lèi)。

就像函數(shù)裝飾器一樣，類(lèi)裝飾器通?？梢跃帉?xiě)為一個(gè)創(chuàng)建并返回可調(diào)用對(duì)象的“工廠(chǎng)”函數(shù)。

裝飾器嵌套

有時(shí)候，一個(gè)裝飾器不夠，裝飾器語(yǔ)法允許我們向一個(gè)裝飾器的函數(shù)或方法添加包裝器邏輯的多個(gè)層。這種形式的裝飾器的語(yǔ)法為：

@A 
@B 
@C 
def f(...): 
...

如下這樣轉(zhuǎn)換：

def f(...): 
... 
f = A(B(C(f))) 

這里，最初的函數(shù)通過(guò)3個(gè)不同的裝飾器傳遞，每個(gè)裝飾器處理前一個(gè)結(jié)果。

裝飾器參數(shù)

函數(shù)裝飾器和類(lèi)裝飾器都能接受參數(shù)，如下：

@decorator(A,B) 
def F(arg): 
... 
F(99)

自動(dòng)映射到其對(duì)等形式：

def F(arg): 
... 
F = decorator(A,B)(F) 
F(99)

裝飾器參數(shù)在裝飾之前就解析了，并且它們通常用來(lái)保持狀態(tài)信息供隨后的調(diào)用使用。例如，這個(gè)例子中的裝飾器函數(shù)，可能采用如下形式：

def decorator(A,B): 
# 保存或使用A和B 
def actualDecorator(F): 
# 保存或使用函數(shù) F 
# 返回一個(gè)可調(diào)用對(duì)象 
return callable 
return actualDecorator

以上，這是裝飾器的基礎(chǔ)知識(shí)，接下來(lái)將學(xué)習(xí)編寫(xiě)自己的裝飾器。

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