Python装饰器详解

说到装饰，它有什么作用，如何编写装饰，具体的应用场景是什么？下面是一个接一个的解释。

一、什么是装饰器？

顾名思义，装饰器用于修改函数，并在不改变原始方法代码的情况下添加其他功能和属性。这可能更抽象。让我们通过代码演示如何编写装饰器以及如何执行装饰器。

二、编写装饰器

装饰也可分为无参装饰和有参装饰两种

无参装饰器

""" 无参装饰示例 AUTH：TTC DATE：2018年6月4日 23:58:12 VERSION:v0.01 """ from functools import wraps   # 装饰器函数 def decorator(fn):     # 这里加装饰器的意思是，当查看调用方法时，目标函数的方法名仍然显示，而不是wrapper     @wraps(fn)     def wrapper(*args, **kwargs):  # 装饰目标函数的方法         print('foo')  # 在执行目标函数之前运行         fn(*args, **kwargs)  # 执行目标函数         print('bar')  # 运行后的目标函数      return wrapper  # 装饰后返回函数   @decorator def hello_decorator(name):     """ 需要装饰的函数 """     print('hello_decorator, My name is %s' % name)   def main():     hello_decorator('TTC')     print(hello_decorator.__name__)   if __name__ == '__main__':     main() 

代码执行的顺序是这样的，先进入mian()方法，执行hello_decorator()发现被decorator(fn)方法装饰hello_decorator() 该方法作为参数传递给装饰函数，hello_decorator()的name参数会被wrapper()接收(*args, *kwargs, 可变参数和关键字参数， 任何形式的参数都可以接受)，wrapper函数将返回到主函数中hello_decorator()函数添加额外功能，先输出foo，然后执行目标函数，最后输出bar。(这里的重点是传递函数作为参数)

[tianjun@localhost test]$ python3 example06.py  foo hello_decorator, My name is TTC bar hello_decorator

这样hello_decorator()它被赋予额外的打印功能foo然后打印执行函数bar。

有参装饰器

有参数的装饰器和没有参数的结构器的区别在于多了一层函数嵌套。

""" 有参装饰器 AUTH: TTC DATE: 2018年6月5日 17:27:35 """ from functools import wraps   # 装饰器函数 def decorator(times):     # 外部装饰器     def out_wrapper(fn):         # 内部装饰器         @wraps(fn)         def wrapper(*args, **kwargs):             print('foo')  # 以前执行目标函数             for _ in range(times):  # 执行次数                 fn(*args, **kwargs)  # 执行目标函数             print('bar')  # 执行后的目标函数          return wrapper  # 返回内部装饰器

    return out_wrapper  # 返回外部装饰器


@decorator(times=3) # 带参数的装饰器糖果语法
def hello_decorator(name):  # 被装饰函数
    """ 需要修饰的函数 """
    print('hello_decorator, My name is %s' % name)


def main():
    hello_decorator('TTC')
    print(hello_decorator.__name__)


if __name__ == '__main__':
    main()

OK,写完了，你以为就结束了吗，NO，NO，NO，如果你知道Python之禅，扁平的比嵌套的好，就知道，这样写的带参装饰器太丑了，我们需要减少嵌套，使语句扁平化。我们可以通过类来实现带参数的装饰器。

""" 类有参装饰器 AUTH: TTC DATE: 2018年6月5日 17:27:35 """
from functools import wraps


# 装饰器类
class Decorator(object):
    def __init__(self, times):  # 初始化方法，传递参数
        self._times = times  # 参数赋值

    def __call__(self, fn):  # 魔法方法，当类被调用时执行
        @wraps(fn) # 保留原方法函数名
        def wrapper(*args, **kwargs):  # 装饰器方法
            print('foo')  # 在目标函数之前运行
            for _ in range(self._times):  # 执行多少次
                fn(*args, **kwargs)  # 执行目标函数
            print('bar')  # 在目标函数之后运行
        return wrapper  # 返回装饰猴年的方法


@Decorator(times=3) # 带参数的装饰器糖果语法
def hello_decorator(name):  # 被装饰函数
    """ 需要修饰的函数 """
    print('hello_decorator, My name is %s' % name)


def main():
    hello_decorator('TTC')
    print(hello_decorator.__name__)


if __name__ == '__main__':
    main()

装饰有返回值的函数

如果被装饰的函数有返回值，则需要对函数进行小小的调整。将返回的数值在变量中进行存储，然后再通过装饰器函数返回。

# 装饰器函数
def decorator(fn):
    # 这里加装饰器的意思是，当查看调用方法时，依然显示目标函数的方法名，而不是wrapper
    @wraps(fn)
    def wrapper(*args, **kwargs):  # 给目标函数装饰的方法
        print('foo')  # 在执行目标函数之前运行
        result = fn(*args, **kwargs)  # 执行目标函数, 将执行结果赋值给变量
        print('bar')  # 在目标函数之后运行
        return result  # 返回执行的结果
    return wrapper  # 返回装饰后的函数

带参数的装饰器也是同理的。

# 装饰器类
class Decorator(object):
    def __init__(self, times):  # 初始化方法，传递参数
        self._times = times  # 参数赋值

    def __call__(self, fn):  # 魔法方法，当类被调用时执行
        @wraps(fn) # 保留原方法函数名
        def wrapper(*args, **kwargs):  # 装饰器方法
            print('foo')  # 在目标函数之前运行
            value = None  # 声明变量
            for _ in range(self._times):  # 执行多少次
                value += fn(*args, **kwargs)  # 执行目标函数，将执行结果进行累加
            print('bar')  # 在目标函数之后运行
            return value  # 返回累加的值

        return wrapper  # 返回装饰猴年的方法

三、装饰器的使用场景

装饰器的使用场景太多了，只要是你不想改变原来的代码，又想添加额外的功能，都可以使用装饰器来完成。

比如，我们在测试一个方法的执行时间上，就可以使用装饰器来实现。

import time
from functools import wraps 


def spend_time(fn):
    @wraps(fn)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()  # 开始时间
        result = fn(*args, **kwargs)  # 执行函数
        end_time = time.time()  # 结束时间
        print('执行时间：%s' % str(end_time-start_time))  # 输出花费时间
        return result
    return wrapper

又比如，当我们在进行数据库的操作时，又时会因为网络原因，或其他原因，导致我们的数据库操作出错，为了不让数据丢失，程序崩溃，一般会写一个装饰器来处理这样的问题。在装饰器中 对错误进行抓取，然后休息几秒再次的提交尝试，知道多吃尝试依然无法完成操作再丢弃。

在这儿用一个Redis的常见错误来解释一下

def db_retry_conn(fn):
    """ 数据库链接重新尝试 :param fn: 函数 :return: 执行装饰后的函数 """
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 尝试3次
        for i in range(3):
            try:
                # 无异常正常返回函数
                return fn(*args, **kwargs)
            except (ConnectionError, BusyLoadingError, DataError) as e:
                # 抓取Redis的连接错误
                logging.error(e)  # 打印错误日志
                print(f'{current_thread().getName()},Redis操作出现错误3秒后尝试重新操作， 第{i+1}次尝试')
                time.sleep(3)

    return wrapper

装饰器的应用场景太多了，在这就不一一说了，总之装饰器是个很好的设计，它不仅减少了重复的代码，使代码复用性提高，而且使得代码变得更加的结构化，更容易阅读。