Python学习(九):装饰器

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1. 介绍

Python中,装饰器是一种高级语言特性,它可以用于修改现有函数或类的行为,在不改动这个函数的前提下,扩展这个函数的功能。比如计算函数耗时、给函数加缓存等。

2. 内置装饰器

2.1 @classmethod

Python不像其他语言,可以在类中通过关键字声明静态方法,而是通过装饰器@classmethod来实现,具体实例如下:

# -----------------------类文件:demo/myClass.py ----------
class Book:
    bookName: str = "西游记"

    # 使用装饰器
    @classmethod
    def echoBookName(cls):
        print("书名: {} ".format(cls.bookName))
        
# ------------------------- 运行 -------------------------   
from demo.myClass import Book

if __name__ == '__main__':
    Book.echoBookName()
    
# ------------------------- 输出 -------------------------   
书名: 西游记

@注: 带装饰类的方法,会隐式的将类当做第一个参数,传递给方法,调用时无须实例化。

2.2 @staticmethod

@staticmethod也是代表的静态方法,与@classmethod区别是,它和类没有绑定,不能像上个示例一样直接访问类的属性:

# -----------------------类文件:demo/myClass.py ----------
class Book:
    ...
    @staticmethod
    def echoPrice():
        print("书的价格: 32.89 ")
        
# ------------------------- 运行 -------------------------   
from demo.myClass import Book

if __name__ == '__main__':
   Book.echoPrice()
    
# ------------------------- 输出 -------------------------   
书的价格: 32.89 

下面演示,尝试访问类属性:

# -----------------------类文件:demo/myClass.py ----------
class Book:
    ...
    # 这里使用的非类静态方法装饰
    @staticmethod
    def echoBookName2(cls):
        print("书名: {} ".format(cls.bookName))
        
# ------------------------- 运行 -------------------------   
from demo.myClass import Book

if __name__ == '__main__':
   Book.echoBookName2()
    
# ------------------------- 输出 -------------------------   
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/liuqh/ProjectItem/PythonItem/fast-use-ai/test/localTest.py", line 47, in <module>
    Book.echoBookName2()
TypeError: Book.echoBookName2() missing 1 required positional argument: 'cls'

2.3 @property

这个装饰器的功能,可以让我们像访问类属性一样,访问方法。比如访问stu.info(),可以写成stu.info,而不用带括号。如下示例:

# -----------------------类文件:demo/myClass.py ----------
class Student:
    name: str = ""
    age: int = 18

    def __init__(self, name: str, age: int):
        self.name = name
        self.age = age

    @property
    def info(self):
        return "Student name:{} age:{}".format(self.name, self.age)
      
# ------------------------- 运行 -------------------------   
from demo.myClass import Student

if __name__ == '__main__':
    stu = Student("张三", 20)
    print("stu.info: ", stu.info)
    
# ------------------------- 输出 -------------------------   
stu.info:  Student name:张三 age:20

@property也可以和deleter、getter、setter结合一起使用,下面是示例是和setter结合,对私有属性的封装;

# -----------------------类文件:demo/myClass.py ----------
class Account:
    __money: float = 0.00

    @property
    def money(self):
        return self.__money

    # 设置金额
    @money.setter
    def money(self, money: float):
        self.__money = money
        
# ------------------------- 运行 -------------------------   
from demo.myClass import Account

if __name__ == '__main__':
    a = Account()
    print("设置前-金额: ", a.money)
    # 设置金额
    a.money = 100.99
    print("设置后-金额: ", a.money)
    
# ------------------------- 输出 -------------------------   
设置前-金额:  0.0
设置后-金额:  100.99      

# ------------------------- 不设置@money.setter时 -------------------------   
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/liuqh/ProjectItem/PythonItem/fast-use-ai/test/localTest.py", line 50, in <module>
    a.money = 100.99
    ^^^^^^^
AttributeError: property 'money' of 'Account' object has no setter

2.4 @wrapper

当使用装饰器之后,原函数的一些信息会被装饰器函数覆盖,为了解决这类问题,可以使用@wrapper来修复这个问题,@wrapper在模块functools下,用之前先导入.

不使用@wrapper示例:

# ------------------------- 函数定义 -------------------------  
# 定义装饰器
def wrapperDemo(func):
    def execFunc(*args, **kw):
        res = func(*args, **kw)
        return res

    return execFunc


# 使用函数装饰器
@wrapperDemo
def test():
    print("test func run ok")


# ------------------------- 运行 -------------------------  
if __name__ == '__main__':
      print("执行函数名称: ", test.__name__)
    
# ------------------------- 输出-------------------------    
执行函数名称:  execFunc

通过上面示例可以看出,虽然我们打印的是test.__name__,希望输出的是test,结果却是:execFunc

使用@wrapper示例:

只需要改写装饰器函数,加上@functools.wraps(func)

# ------------------------- 函数定义 -------------------------  
# 先导入这个模块
import functools
# 修改装饰器
def noWrapper(func):
    ## 这里加上wraps
    @functools.wraps(func)
    def execFunc(*args, **kw):
        res = func(*args, **kw)
        return res

    return execFunc
 
...
# ------------------------- 输出------------------------- 
执行函数名称:  test

3. 自定义装饰器(无参)

3.1 定义语法

# func只被装饰的函数
def 装饰器名称(func):
    # 加上wraps,防止装饰器副作用
    @functools.wraps(func)
    # tmpFunc是临时函数名,可以自定义
    def tmpFunc(*args, **kw):
        # 函数执行前处理......
        res = func(*args, **kw)
        # 函数执行后处理......
        return res

    return tmpFunc

3.2 使用示例

# ------------------------- 函数定义 ------------------------- 
# 定义函数装饰器
def useTime(func):
    @functools.wraps(func)
    def execFunc(*args, **kw):
        # 定义开始时间
        beginTime = time.time()
        print("函数执行前: ", beginTime)
        res = func(*args, **kw)
        # 计算耗时
        ut = time.time() - beginTime
        print("函数耗时: %s 秒" % int(ut))
        return res

    return execFunc


# 使用函数装饰器
@useTime
def test():
    time.sleep(3)
    print("test func run ok")

# ------------------------- 运行 ------------------------- 
if __name__ == '__main__':
    test()
    
# ------------------------- 输出 ------------------------- 
函数执行前:  1692287796.785186
test func run ok
函数耗时: 3

4.自定义装饰器(有参)

4.1 定义语法

def 装饰器名称(arg):
    # ---下面这层,可以理解是整个无参数层---
    def tmpfunc(func):
        @functools.wraps(func)
        def execFunc(*args, **kw):
            res = func(*args, **kw)
            return newRes
        return execFunc

    return tmpfunc

4.2 使用示例

# ------------------------- 函数定义 ------------------------- 
def haveArgs(arg):
    def tmp(func):
        @functools.wraps(func)
        def execFunc(*args, **kw):
            res = func(*args, **kw)
            newRes = "arg:{} | {}".format(arg, res)
            return newRes

        return execFunc

    return tmp
  
# 使用函数装饰器
@haveArgs("hello world")
def test():
    return "test func run ok"
  
# ------------------------- 运行 -------------------------  
if __name__ == '__main__':
    r = test()
    print("r: ", r)

# ------------------------- 输出 ------------------------- 
r:  arg:hello world | test func run ok

5. 自定义类装饰器

# ------------------------- 定义装饰器:demo/cacheClass.py  ------------------------- 

import functools

class Cache:
    @classmethod
    def setCache(cls, cacheKey):
        def tmpFunc(func):
            @functools.wraps(func)
            def do(*args, **kw):
                res = func(*args, **kw)
                print("设置缓存>>>> key:{} value:{}".format(cacheKey, res))
                return res

            return do

        return tmpFunc


# ------------------------- 运行 ------------------------- 
from demo.cacheClass import Cache

# 使用函数装饰器
@Cache.setCache(cacheKey="add_key_compute")
def compute(a: int, b: int) -> int:
    return a + b

if __name__ == '__main__':
    r = compute(1, 9)
    print("r: ", r)

    
# ------------------------- 输出 -------------------------   
设置缓存>>>> key:add_key_compute value:10
r:  10

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