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python基礎之裝飾器詳解

一、前言

裝飾器：本質就是函數，功能是為其他函數添加附加功能

原則：

1、不修改被修飾函數的源代碼
2、不修改被修飾函數的調用方式

裝飾器 = 高階函數 + 函數嵌套 + 閉包

二、高階函數

高階函數定義：

1、函數接收的參數是一個函數
2、函數的返回值是一個函數名
3、滿足上述條件任意一個，都可以稱為高階函數

test 函數是高階函數，接受了一個foo 作為參數

import time
def foo():
    time.sleep(3)
    print("sleep 3s")
 
def test(func):
    start_time = time.time()
    func()
    stop_time = time.time()
    print("函數的運行時間是： %s" % (stop_time - start_time))
 
test(foo)

timer 是一個高階函數，這個函數返回值是一個函數

import time
def foo():
    time.sleep(3)
    print("sleep 3s")
 
def timer(func):
    start_time = time.time()
    func()
    stop_time = time.time()
    print("執行時間{}".format(stop_time - start_time))
    return func
foo = timer(foo)
foo()
# 結果： 多運行了一次

三、函數嵌套

在函數里面定義函數，變量的作用域和生存周期不變。

def father(name):
    print("father name: %s" % name)
    def son():
        print("son name: %s" % name)
    son()
father("xu1")
 
# 結果：
#     father name: xu1
#     son name: xu1

四、裝飾器

實現一個計算函數執行時間的函數作為裝飾器，用來計算被裝飾函數的執行時間并打印

import time
 
def timer(func):  # 實現一個計算函數執行時間的函數作為裝飾器，用來計算被裝飾函數的執行時間并打出
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        func()
        stop_time = time.time()
        print("運行時間： %s" % (stop_time - start_time))
    return wrapper
 
# def test():  # 不使用裝飾器的同等實現
#     time.sleep(3)
#     print("test sleep 3s")
#
# test = timer(test)  # 返回的是 wrapper 的地址
# test()  # 執行的是 wrapper
 
 
@timer
def test():  # 裝飾器的實現
    time.sleep(3)
    print("test sleep 3s")
 
test()  # 執行的是 wrapper
# 結果：
#     test sleep 3s
#     運行時間： 3.000915050506592

4.1 被裝飾方法帶返回值

import time
 
 
def timer(func):
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        res = func()  # 執行被裝飾方法
        stop_time = time.time()
        print("運行時間： %s" % (stop_time - start_time))
        return res  # 接受正在調用的方法的返回值，并返回
    return wrapper
 
 
@timer
def test():
    time.sleep(3)
    print("test sleep 3s")
    return "test return ok"
 
 
print(test())  # 執行的是 wrapper
# 結果：
#     test sleep 3s
#     運行時間： 3.0002923011779785
#     test return ok

4.2 被裝飾方法帶參數

import time
 
 
def timer(func):
    """
        *args：將被修飾方法傳入的非關鍵字參數打包為元組 args
        **kwargs: 將被修飾方法傳入的關鍵字參數打包為字典 kwargs
    """
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)  # *args 拆解元組，按順序傳給被修飾函數； **kwargs：拆解字典
        stop_time = time.time()
        print("運行時間： %s" % (stop_time - start_time))
        return res
    return wrapper
 
 
@timer  # 給test 方法添加計算執行時間的裝飾器
def test(name, age):
    time.sleep(3)
    print("name = {}, age = {}".format(name, age))
    return "test return ok"
 
 
# 調用被裝飾器裝飾的方法
print(test("xu", 100))  # 執行的是 wrapper
# 結果：
#     name = xu, age = 100
#     運行時間： 3.000420331954956
#     test return ok

4.3 驗證功能裝飾器

假如 index() 、home()、shopping_car() 三個方法都需要登錄后才能訪問（無法訪問時里面不輸入對應內容），正常情況下只需登錄一次，后面訪問其他方法就無需再次登錄。

可以通過@auth_fun裝飾器進行驗證用戶是否登錄，如果沒有就讓用戶輸入賬號密碼，用戶賬號密碼正確的記錄當前登錄的用戶，其他方法無需再次登錄。

# 用戶列表
user_list = [
    {'name': 'xu1', 'passwd': '123'},
    {'name': 'xu2', 'passwd': '123'},
    {'name': 'xu3', 'passwd': '123'},
    {'name': 'xu4', 'passwd': '123'},
]
# 當前登錄的用戶
current_dic = {"username": None, "login": False}
 
 
# 驗證用戶是否登錄的裝飾器
#   如果用戶沒有登錄，讓用戶輸入賬號密碼，校驗通過記錄用戶狀態
def auth_fun(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        if current_dic["username"] and current_dic['login']:
            res = func(*args, **kwargs)
            return res
        username = input("請輸入用戶名:")
        pw = input("請輸入密碼:")
        for u in user_list:
            if u["name"] == username and u["passwd"] == pw:
                current_dic["username"] = username
                current_dic["login"] = True
                res = func(*args, **kwargs)
                return res
        else:
            print("用戶沒有注冊！")
    return wrapper
 
 
@auth_fun
def index():
    print("this is index")
 
 
@auth_fun
def home():
    print("this is home page")
 
 
@auth_fun
def shopping_car():
    print("this is shopping car")
 
 
index()  # 輸入用戶密碼
home()  # index 已經登錄，無需在輸入
shopping_car()  # index 已經登錄，無需在輸入
# 結果：
#     請輸入用戶名:xu1
#     請輸入密碼:123
#     this is index
#     this is home page
#     this is shopping car

4.4 驗證功能裝飾器——帶參數

裝飾器帶參數，最簡單的操作就是可以對被裝飾的函數進行區別處理。

# 用戶列表
user_list = [
    {'name': 'xu1', 'passwd': '123'},
    {'name': 'xu2', 'passwd': '123'},
    {'name': 'xu3', 'passwd': '123'},
    {'name': 'xu4', 'passwd': '123'},
]
# 當前登錄的用戶
current_dic = {"username": None, "login": False}
 
"""
    注意：帶參數的裝飾器會比沒有帶參數的裝飾器多嵌套一層函數（多了auth）
        調用方式是 @auth(auth_type="type1")， 返回 auth_fun，
        也就是說 @auth(auth_type="type1")相當于 @auth_fun
        但是 auth_fun 函數所在的嵌套作用域多了一個 auth_type 的變量
"""
def auth(auth_type="type1"):
    def auth_fun(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            if auth_type == "type1":
                if current_dic["username"] and current_dic['login']:
                    res = func(*args, **kwargs)
                    return res
                username = input("請輸入用戶名:")
                pw = input("請輸入密碼:")
                for u in user_list:
                    if u["name"] == username and u["passwd"] == pw:
                        current_dic["username"] = username
                        current_dic["login"] = True
                        res = func(*args, **kwargs)
                        return res
                else:
                    print("用戶沒有注冊！")
            elif auth_type == "type2":
                print("不用授權直接登錄: type = {}".format(auth_type))
                res = func(*args, **kwargs)
                return res
            else:
                print("其他type沒有實現")
        return wrapper
    return auth_fun
 
 
"""
    auth_fun = @auth(auth_type="type1") 
    auth_fun 所在的嵌套與將有一個 auth_type 變量
    然后通過 @auth()方法返回的對象注解 index,相當于 @auth_fun 注解index 方法，最后得到 wrapper 對象
"""
@auth(auth_type="type1")
def index():
    print("this is index")
 
 
@auth(auth_type="type2")
def home():
    print("this is home page")
 
 
@auth(auth_type="type3")
def shopping_car():
    print("this is shopping car")
 
 
home()  # 注意：auth_type="type2"，這個方法無需登錄可以直接執行
index()  # 注意：auth_type="type1"，需要登錄
shopping_car()  # 注意：auth_type="type3"，沒有做處理
# 結果：
#     不用授權直接登錄: type = type2
#     this is home page
#     請輸入用戶名:xu1
#     請輸入密碼:123
#     this is index
#     其他type沒有實現

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