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學(xué)習(xí)Python已經(jīng)有一段時間了，陸續(xù)學(xué)了一些基礎(chǔ)部分，但是理解的不是很深刻，每過一段時間就會忘記，所以不得不寫一些博客進(jìn)行記錄，加深自己的理解。這兩個星期一直在研究裝飾器，開始覺得很簡單，但是只知其然，真要寫一個裝飾器卻又不知如何下手了，顯然并沒有真正理解裝飾器的實(shí)現(xiàn)過程。經(jīng)過兩個星期的學(xué)習(xí)終于覺得自己對裝飾器的理解達(dá)到了一定的深度，因此 必須記錄一下。那就開始吧！

為什么需要裝飾器：存在一種需求就是，有一個函數(shù)，在多個地方使用或者提供給項(xiàng)目組的他人使用，現(xiàn)在需要為此函數(shù)增加一些功能，但是你不能修改函數(shù)的代碼，也不能重寫一個替代函數(shù)，然后讓別人重新使用你的替代函數(shù)，怎么辦？裝飾器就是干這個的。

裝飾器：本質(zhì)是一個函數(shù)，可在不改變原函數(shù)代碼與調(diào)用方式的情況下，為函數(shù)增加功能。

解裝飾器的實(shí)現(xiàn)需要以下幾個概念：

1、函數(shù)名就是一個變量，使用def方式定義一個函數(shù)時，就是將函數(shù)名與函數(shù)體建立一個指向關(guān)系，函數(shù)名對應(yīng)的值就是函數(shù)體在內(nèi)存中的地址；既然函數(shù)名是一個變量，那它就具有變量的特性，可以被修改，注意不是函數(shù)名被修改，而是函數(shù)名對應(yīng)的值可以被修改

2、高階函數(shù)：高階函數(shù)就是把函數(shù)當(dāng)做參數(shù)傳遞，因?yàn)楹瘮?shù)名也是變量，所以可把函數(shù)名當(dāng)做參數(shù)傳遞，又因?yàn)楹瘮?shù)名對應(yīng)的值是是函數(shù)體，因此可以通過傳入的函數(shù)名參數(shù)使用傳入的函數(shù)。

3、函數(shù)閉包：把函數(shù)名當(dāng)做一個值返回，成為函數(shù)閉包；一般在一個函數(shù)的再部在定義一個函數(shù)，那么在外層函數(shù)的外面是不可以使用函數(shù)內(nèi)的局部函數(shù)的，但是利用閉包，把內(nèi)部函數(shù)以函數(shù)名作為返回值，那么就可以做到在函數(shù)外使用內(nèi)部函數(shù)。關(guān)于函數(shù)的閉包，將另寫一份博客。

下面詳細(xì)說明裝飾器的實(shí)現(xiàn)過程：

現(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)一個裝飾器，在執(zhí)行l(wèi)uke函數(shù)時計算其執(zhí)行時間

既然裝飾器要裝飾一個函數(shù)，就必須有一個參數(shù)，這個參數(shù)用來接收被裝飾的函數(shù)的函數(shù)名

第一步定義一個裝飾器函數(shù)，此函數(shù)有一個參數(shù)func，func用于接收一個函數(shù)名

def caculate_func_run_time(func):
    pass

第二部實(shí)現(xiàn)函數(shù)執(zhí)行的時間計算：

第三步，利用函數(shù)閉包，在裝飾器內(nèi)部定義一個函數(shù)，將函數(shù)體包裝，然后返回裝飾器內(nèi)部的包裝函數(shù)warpper

def caculate_func_run_time(func):
    def warpper():
        start_time  = time.time()
        func()
        end_time = time.time()
        print('func run time is %s'%(end_time - start_time))
    return warpper        # 注意此處返回的是函數(shù)名，沒有'()'

第四步，利用函數(shù)名即變量的特性，修改luke函數(shù)名對應(yīng)的值

luke = caculate_func_run_time(luke)

經(jīng)過此步之后，luke函數(shù)名不變，但是其值對應(yīng)的已不再是原始函數(shù)體，而是caculate_func_run_time函數(shù)內(nèi)部包裝后的返         回值即warpper函數(shù)名對應(yīng)的值。

luke = caculate_func_run_time(luke)

luke()

以上兩步調(diào)用執(zhí)行時會打印luke函數(shù)執(zhí)行時間，這樣雖然沒有改變luke原始函數(shù)代碼，但是改變了函數(shù)調(diào)用方式，即需要先一步執(zhí)行l(wèi)uke = caculate_func_run_time(luke)，然后執(zhí)行l(wèi)uke()，才能達(dá)到需要的效果，怎么辦呢？

python的裝飾器（語法糖）就派上用處了，使用以下語法：

所謂語法糖，我的理解就是，@符號后的函數(shù)名將下一行的函數(shù)名當(dāng)作一顆糖（參數(shù)）吃掉（進(jìn)行執(zhí)行過程），然后再吐出（返回）一個函數(shù)名還給你，即相當(dāng)于執(zhí)行這一條語句：luke = caculate_func_run_time(luke)

函數(shù)caculate_func_run_time 已經(jīng)是一個裝飾器了，但是有一個問題，原始函數(shù)若存在參數(shù)或者返回值，現(xiàn)在的裝飾器并不能接收原始函數(shù)的參數(shù)或者返回原始函數(shù)的返回值，怎么辦呢？

我們需要修改裝飾器，使其可以接收原始函數(shù)的參數(shù)，并返回原始函數(shù)的返回值

def caculate_func_run_time(func):
    def warpper(*args, **kwargs):
        start_time  = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print('func run time is %s'%(end_time - start_time))
        return res
    return warpper
@caculate_func_run_time    # 此語法的含義是： luke = caculate_func_run_time(luke)
def luke(sleep_time):
        time.sleep(sleep_time)
        print('in function luke')
        return 1
luke(3)

以上裝飾器用res 接收func的執(zhí)行結(jié)果，最后返回，這就做到了返回原始函數(shù)的返回值

下面需要理解的是誰接收的luke函數(shù)的參數(shù)呢？

是warpper函數(shù)接收luke函數(shù)參數(shù)，為什么？

@caculate_func_run_time   ，此語法的含義是： luke = caculate_func_run_time(luke)，luke函數(shù)名變量的值被修改，那這個值是什么呢？

是caculate_func_run_time(luke)執(zhí)行后的返回值，即warpper

因此luke == warpper

luke(3)函數(shù)調(diào)用就是warpper(3)函數(shù)調(diào)用，所以就是warpper函數(shù)接收了luke函數(shù)的參數(shù)

至于在定義warpper函數(shù)使用(*args, **kwargs)，是因?yàn)槭褂媒M參數(shù)與關(guān)鍵字參數(shù)結(jié)合，可以達(dá)到接收任意參數(shù)的效果，

因此以上裝飾器函數(shù)可以裝飾任意函數(shù)，達(dá)到計算函數(shù)執(zhí)行時間的效果。

為什么(*args, **kwargs)，組參數(shù)與關(guān)鍵字參數(shù)結(jié)合可達(dá)到接收任意參數(shù)，請參見python學(xué)習(xí)之函篇的博客。

那么至此還有一個問題，裝飾器可不可以有參數(shù)呢？當(dāng)然可以有，但是怎么實(shí)現(xiàn)呢？

無參裝飾器只是兩層包裝，內(nèi)層使用閉包，要實(shí)現(xiàn)有參裝飾器需要再次使用閉包進(jìn)行第三層包裝，這樣內(nèi)部兩層就可以使用有參裝飾器的參數(shù)。

@caculate_func_run_time('有參裝飾器') ——語法糖的執(zhí)行步驟是：

1、執(zhí)行：caculate_func_run_time('有參裝飾器')，返回一個out_warpper

2、執(zhí)行：out_warpper(luke)，返回一個warpper

3、更新原始函數(shù)：luke = warpper

至此就做到了有參裝飾器的實(shí)現(xiàn)，三層的裝飾器已經(jīng)可以處理任意參數(shù)的裝飾器，因此也就不再需要第四層的閉包封裝。

那么小伙伴們還想不想了解一下更高級的多級裝飾，這與三層的裝飾器可不一樣哦?？纯聪旅娴拇a吧！

小伙伴們覺得應(yīng)該怎樣輸出呢？

def wrapper1(func):
    def inner():
        print('w1,before')
        func()
        print('w1,after')
    return inner
def wrapper2(func):
    def inner():
        print('w2,before')
        func()
        print('w2,after')
    return inner
@wrapper2
@wrapper1
def foo():
    print('foo')
foo()

下面我們一步步分析吧：

1、當(dāng)python解釋器執(zhí)行@warpper2時，實(shí)質(zhì)是執(zhí)行foo = warpper2(@warpper1)，要執(zhí)行此條調(diào)用就必須先執(zhí)行@warpper1，因?yàn)閣arpper2需要一個實(shí)參值

2、執(zhí)行@warpper1就是普通2層裝飾器，將foo函數(shù)包裝在warpper1 內(nèi)，由inner返回，我們可以看做是warpper1_innner

3、執(zhí)行warpper2(warpper1_innner)，warpper2實(shí)際包裝的是warpper1返回的inner函數(shù)，由warpper2 的inner返回，    warpper2內(nèi)的inner函數(shù)執(zhí)行func()時，實(shí)際執(zhí)行的是warpper1的innner函數(shù)，返回的函數(shù)我們可以看做是    warpper2_inner，此時foo函數(shù)即為warpper2_inner

4、執(zhí)行foo()函數(shù)，即要先執(zhí)行warpper2返回的inner函數(shù)，首先輸出“w2,before”；然后執(zhí)行func()；此函數(shù)是warpper2的  參數(shù)接收的warpper1的inner函數(shù)

5、執(zhí)行warpper2->inner的func函數(shù)，即執(zhí)行warpper1的inner函數(shù)，那么先輸出“w1,before”；接著執(zhí)行func函數(shù)，此函數(shù)即是warpper1函數(shù)的參數(shù)接收的foo函數(shù)，因此接著輸出“foo”，warpper1內(nèi)的inner函數(shù)內(nèi)的func函數(shù)執(zhí)行完畢后，再輸出“w1,after”，至此warpper1的inner函數(shù)執(zhí)行完畢返回，即warpper2內(nèi)的inner函數(shù)內(nèi)的func函數(shù)執(zhí)行完畢返回，接著輸出“w2,after”

因此輸出順序是：

朋友們，如果是三級裝飾呢，相信小伙伴們已經(jīng)沒有多大問題了。至此關(guān)于Python裝飾器總結(jié)完畢，有大神路過的時候，瞅一眼，有什么問題請批評指正！