Python 快速教程(深入篇05): 装饰器

装饰器(decorator)是一种高级Python语法。装饰器可以对一个函数、方法或者类进行加工。在Python中,我们有多种方法对函数和类进行加工,比如在Python闭包中,我们见到函数对象作为某一个函数的返回结果。相对于其它方式,装饰器语法简单,代码可读性高。因此,装饰器在Python项目中有广泛的应用。

装饰器最早在Python 2.5中出现,它最初被用于加工函数和方法这样的可调用对象(callable object,这样的对象定义有__call__方法)。在Python 2.6以及之后的Python版本中,装饰器被进一步用于加工类。

 

装饰函数和方法

我们先定义两个简单的数学函数,一个用来计算平方和,一个用来计算平方差:

在拥有了基本的数学功能之后,我们可能想为函数增加其它的功能,比如打印输入。我们可以改写函数来实现这一点:

我们修改了函数的定义,为函数增加了功能。

 

现在,我们使用装饰器来实现上述修改:

装饰器可以用def的形式定义,如上面代码中的decorator。装饰器接收一个可调用对象作为输入参数,并返回一个新的可调用对象。装饰器新建了一个可调用对象,也就是上面的new_F。new_F中,我们增加了打印的功能,并通过调用F(a, b)来实现原有函数的功能。

定义好装饰器后,我们就可以通过@语法使用 了。在函数square_sum和square_diff定义之前调用@decorator,我们实际上将square_sum或square_diff 传递给decorator,并将decorator返回的新的可调用对象赋给原来的函数名(square_sum或square_diff)。 所以,当我们调用square_sum(3, 4)的时候,就相当于:

我们知道,Python中的变量名和对象是分离的。变量名可以指向任意一个对象。从本质上,装饰器起到的就是这样一个重新指向变量名的作用(name binding),让同一个变量名指向一个新返回的可调用对象,从而达到修改可调用对象的目的。

与加工函数类似,我们可以使用装饰器加工类的方法。

 

如果我们有其他的类似函数,我们可以继续调用decorator来修饰函数,而不用重复修改函数或者增加新的封装。这样,我们就提高了程序的可重复利用性,并增加了程序的可读性。

 

含参的装饰器

在上面的装饰器调用中,比如@decorator,该装饰器默认它后面的函数是唯一的参数。装饰器的语法允许我们调用decorator时,提供其它参数,比如@decorator(a)。这样,就为装饰器的编写和使用提供了更大的灵活性。

上面的pre_str是允许参数的装饰器。它实际上是对原有装饰器的一个函数封装,并返回一个装饰器。我们可以将它理解为一个含有环境参量的闭包。当我们使用@pre_str(‘^_^’)调用的时候,Python能够发现这一层的封装,并把参数传递到装饰器的环境中。该调用相当于:

 

装饰类

在上面的例子中,装饰器接收一个函数,并返回一个函数,从而起到加工函数的效果。在Python 2.6以后,装饰器被拓展到类。一个装饰器可以接收一个类,并返回一个类,从而起到加工类的效果。

在decorator中,我们返回了一个新类newClass。在新类中,我们记录了原来类生成的对象(self.wrapped),并附加了新的属性total_display,用于记录调用display的次数。我们也同时更改了display方法。

通过修改,我们的Bird类可以显示调用display的次数了。

 

总结

装饰器的核心作用是name binding。这种语法是Python多编程范式的又一个体现。大部分Python用户都不怎么需要定义装饰器,但有可能会使用装饰器。鉴于装饰器在Python项目中的广泛使用,了解这一语法是非常有益的。

1 收藏 评论

相关文章

可能感兴趣的话题



直接登录
跳到底部
返回顶部