目錄
- 典型的函數(shù)裝飾器
- 疊放裝飾器
- 參數(shù)化裝飾器
- 標(biāo)準(zhǔn)庫中的裝飾器
- functools.wraps
- functools.lru_cache
- functools.singledispatch
- 小結(jié)
- 參考資料：
典型的函數(shù)裝飾器
以下示例定義了一個(gè)裝飾器，輸出函數(shù)的運(yùn)行時(shí)間：
函數(shù)裝飾器和閉包緊密結(jié)合，入?yún)unc代表被裝飾函數(shù)，通過自由變量綁定后，調(diào)用函數(shù)并返回結(jié)果。
使用clock裝飾器：
import time
from clockdeco import clock
@clock
def snooze(seconds):
time.sleep(seconds)
@clock
def factorial(n):
return 1 if n 2 else n*factorial(n-1)
if __name__=='__main__':
print('*' * 40, 'Calling snooze(.123)')
snooze(.123)
print('*' * 40, 'Calling factorial(6)')
print('6! =', factorial(6)) # 6!指6的階乘
輸出結(jié)果：
這是裝飾器的典型行為：把被裝飾的函數(shù)換成新函數(shù)，二者接受相同的參數(shù)，而且返回被裝飾的函數(shù)本該返回的值，同時(shí)還會(huì)做些額外操作。
值得注意的是factorial()是個(gè)遞歸函數(shù)，從結(jié)果來看，每次遞歸都用到了裝飾器，打印了運(yùn)行時(shí)間，這是因?yàn)槿缦麓a：
@clock
def factorial(n):
return 1 if n 2 else n*factorial(n-1)
等價(jià)于：
def factorial(n):
return 1 if n 2 else n*factorial(n-1)
factorial = clock(factorial)
factorial引用的是clock(factorial)函數(shù)的返回值，也就是裝飾器內(nèi)部函數(shù)clocked，每次調(diào)用factorial(n)，執(zhí)行的都是clocked(n)。
疊放裝飾器
@d1
@d2
def f():
print("f")
等價(jià)于：
def f():
print("f")
f = d1(d2(f))
參數(shù)化裝飾器
怎么讓裝飾器接受參數(shù)呢？答案是：創(chuàng)建一個(gè)裝飾器工廠函數(shù)，把參數(shù)傳給它，返回一個(gè)裝飾器，然后再把它應(yīng)用到要裝飾的函數(shù)上。
示例如下：
registry = set()
def register(active=True):
def decorate(func):
print('running register(active=%s)->decorate(%s)'
% (active, func))
if active:
registry.add(func)
else:
registry.discard(func)
return func
return decorate
@register(active=False)
def f1():
print('running f1()')
# 注意這里的調(diào)用
@register()
def f2():
print('running f2()')
def f3():
print('running f3()')
register是一個(gè)裝飾器工廠函數(shù)，接受可選參數(shù)active默認(rèn)為True，內(nèi)部定義了一個(gè)裝飾器decorate并返回。需要注意的是裝飾器工廠函數(shù)，即使不傳參數(shù)，也要加上小括號(hào)調(diào)用，比如@register()。
再看一個(gè)示例：
import time
DEFAULT_FMT = '[{elapsed:0.8f}s] {name}({args}) -> {result}'
# 裝飾器工廠函數(shù)
def clock(fmt=DEFAULT_FMT):
# 真正的裝飾器
def decorate(func):
# 包裝被裝飾的函數(shù)
def clocked(*_args):
t0 = time.time()
# _result是被裝飾函數(shù)返回的真正結(jié)果
_result = func(*_args)
elapsed = time.time() - t0
name = func.__name__
args = ', '.join(repr(arg) for arg in _args)
result = repr(_result)
# **locals()返回clocked的局部變量
print(fmt.format(**locals()))
return _result
return clocked
return decorate
if __name__ == '__main__':
@clock()
def snooze(seconds):
time.sleep(seconds)
for i in range(3):
snooze(.123)
這是給典型的函數(shù)裝飾器添加了參數(shù)fmt，裝飾器工廠函數(shù)增加了一層嵌套，示例中一共有3個(gè)def。
標(biāo)準(zhǔn)庫中的裝飾器
Python內(nèi)置了三個(gè)用于裝飾方法的函數(shù)：property、classmethod和staticmethod，這會(huì)在將來的文章中講到。本文介紹functools中的三個(gè)裝飾器：functools.wraps、functools.lru_cache和functools.singledispatch。
functools.wraps
Python函數(shù)裝飾器在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，被裝飾后的函數(shù)其實(shí)已經(jīng)是另外一個(gè)函數(shù)了（函數(shù)名等函數(shù)屬性會(huì)發(fā)生改變），為了不影響，Python的functools包中提供了一個(gè)叫wraps的裝飾器來消除這樣的副作用（它能保留原有函數(shù)的名稱和函數(shù)屬性）。
示例，不加wraps：
def my_decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
'''decorator'''
print('Calling decorated function...')
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@my_decorator
def example():
"""Docstring"""
print('Called example function')
print(example.__name__, example.__doc__)
# 輸出wrapper decorator
加wraps：
import functools
def my_decorator(func):
@functools.wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
'''decorator'''
print('Calling decorated function...')
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@my_decorator
def example():
"""Docstring"""
print('Called example function')
print(example.__name__, example.__doc__)
# 輸出example Docstring
functools.lru_cache
lru是Least Recently Used的縮寫，它是一項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)，把耗時(shí)的函數(shù)的結(jié)果保存起來，避免傳入相同的參數(shù)時(shí)重復(fù)計(jì)算。
示例：
import functools
from clockdeco import clock
@functools.lru_cache()
@clock
def fibonacci(n):
if n 2:
return n
return fibonacci(n-2) + fibonacci(n-1)
if __name__=='__main__':
print(fibonacci(6))
優(yōu)化了遞歸算法，執(zhí)行時(shí)間會(huì)減半。
注意，lru_cache可以使用兩個(gè)可選的參數(shù)來配置，它的簽名如下：
functools.lru_cache(maxsize=128, typed=False)
- maxsize：最大存儲(chǔ)數(shù)量，緩存滿了以后，舊的結(jié)果會(huì)被扔掉。
- typed：如果設(shè)為True，那么會(huì)把不同參數(shù)類型得到的結(jié)果分開保存，即把通常認(rèn)為相等的浮點(diǎn)數(shù)和整型參數(shù)（如1和1.0）區(qū)分開。
functools.singledispatch
Python3.4的新增語法，可以用來優(yōu)化函數(shù)中的大量if/elif/elif。使用@singledispatch裝飾的普通函數(shù)會(huì)變成泛函數(shù)：根據(jù)第一個(gè)參數(shù)的類型，以不同方式執(zhí)行相同操作的一組函數(shù)。所以它叫做single dispatch，單分派。
根據(jù)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行分派，就是多分派了。
示例，生成HTML，顯示不同類型的Python對(duì)象：
import html
def htmlize(obj):
content = html.escape(repr(obj))
return 'pre>{}/pre>'.format(content)
因?yàn)镻ython不支持重載方法或函數(shù)，所以就不能使用不同的簽名定義htmlize的變體，只能把htmlize變成一個(gè)分派函數(shù)，使用if/elif/elif，調(diào)用專門的函數(shù)，比如htmlize_str、htmlize_int等。時(shí)間一長(zhǎng)htmlize會(huì)變得很大，跟各個(gè)專門函數(shù)之間的耦合也很緊密，不便于模塊擴(kuò)展。
@singledispatch經(jīng)過深思熟慮后加入到了標(biāo)準(zhǔn)庫，來解決這類問題：
from functools import singledispatch
from collections import abc
import numbers
import html
@singledispatch
def htmlize(obj):
# 基函數(shù) 這里不用寫if/elif/elif來分派了
content = html.escape(repr(obj))
return 'pre>{}/pre>'.format(content)
@htmlize.register(str)
def _(text):
# 專門函數(shù)
content = html.escape(text).replace('\n', 'br>\n')
return 'p>{0}/p>'.format(content)
@htmlize.register(numbers.Integral)
def _(n):
# 專門函數(shù)
return 'pre>{0} (0x{0:x})/pre>'.format(n)
@htmlize.register(tuple)
@htmlize.register(abc.MutableSequence)
def _(seq):
# 專門函數(shù)
inner = '/li>\nli>'.join(htmlize(item) for item in seq)
return 'ul>\nli>' + inner + '/li>\n/ul>'
@singledispatch裝飾了基函數(shù)。專門函數(shù)使用@base_function>>.register(type>>)裝飾，它的名字不重要，命名為_，簡(jiǎn)單明了。
這樣編寫代碼后，Python會(huì)根據(jù)第一個(gè)參數(shù)的類型，調(diào)用相應(yīng)的專門函數(shù)。
小結(jié)
本文首先介紹了典型的函數(shù)裝飾器：把被裝飾的函數(shù)換成新函數(shù)，二者接受相同的參數(shù)，而且返回被裝飾的函數(shù)本該返回的值，同時(shí)還會(huì)做些額外操作。接著介紹了裝飾器的兩個(gè)高級(jí)用法：疊放裝飾器和參數(shù)化裝飾器，它們都會(huì)增加函數(shù)的嵌套層級(jí)。最后介紹了3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)庫中的裝飾器：保留原有函數(shù)屬性的functools.wraps、緩存耗時(shí)的函數(shù)結(jié)果的functools.lru_cache和優(yōu)化if/elif/elif代碼的functools.singledispatch。
參考資料：
《流暢的Python》https://github.com/fluentpython/example-code/tree/master/07-closure-deco
https://blog.csdn.net/liuzonghao88/article/details/103586634
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