展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 编程开发 > Python装饰器的知识点有哪些?

Python装饰器的知识点有哪些?

一、闭包要了解什么是装饰器(decorator),我们首先需要知道闭包(closure)的概念。闭包,又称闭包函数或者闭合函数,通俗一点来讲,当某个函数被当成对象返回时还夹带了外部变量,就形成了一个闭包。以打印HelloWorld为例,我们先来看一下嵌套函数的结构应该是什么样的:defprint_msg(msg):defprinter():print(msg)printer()print_msg('HelloWorld')#HelloWorld执行print_msg('HelloW

本文目录

    Python装饰器的知识点有哪些?

    一、闭包

    要了解什么是装饰器(decorator),我们首先需要知道闭包(closure)的概念。

    闭包,又称闭包函数或者闭合函数,通俗一点来讲,当某个函数被当成对象返回时还夹带了外部变量,就形成了一个闭包。

    以打印Hello World为例,我们先来看一下嵌套函数的结构应该是什么样的:

    def print_msg(msg):
    
        def printer():
            print(msg)
    
        printer()print_msg('Hello World')# Hello World

    执行 print_msg('Hello World') 相当于执行了 printer(),也就是执行 print(msg),所以将输出 Hello World。

    我们再来看一下如果是闭包,该是什么样的结构:

    def print_msg(msg):
    
        def printer():
            print(msg)
    
        return printer
    
    
    my_msg = print_msg('Hello World')my_msg()# Hello World

    本例中的 printer 函数就是闭包。

    执行 print_msg('Hello World') 实际上是返回了如下这样一个函数,它夹带了外部变量 'Hello World':

    def printer():
        print('Hello World')

    于是调用 my_msg 就相当于执行 printer()。


    那么如何判断一个函数是否是闭包函数呢?闭包函数的 __closure__ 属性里面定义了一个元组用于存放所有的cell对象,每个cell对象保存了这个闭包中所有的外部变量。而普通函数的 __closure__ 属性为 None。

    def outer(content):
    
        def inner():
            print(content)
    
        return innerprint(outer.__closure__)
        # Noneinner = outer('Hello World')print(inner.__closure__)
        # (,)

    由此可见 outer 函数不是闭包,而 inner 函数是闭包。

    我们还可以查看闭包所携带的外部变量:

    print(inner.__closure__[0].cell_contents)# Hello World

    说了那么多,那么闭包究竟有什么用呢?闭包存在的意义就是它夹带了外部变量(私货),如果它不夹带私货,那么就和普通的函数没有任何区别。

    闭包的优点如下:

    • 局部变量无法共享和长久的保存,而全局变量可能造成变量污染,闭包既可以长久的保存变量又不会造成全局污染。

    • 闭包使得函数内局部变量的值始终保持在内存中,不会在外部函数调用后被自动清除。

    二、装饰器

    我们先考虑这样一个场景,假设先前编写的一个函数已经实现了4个功能,为简便起见,我们用 print 语句来代表每一个具体的功能:

    def module():
        print('功能1')
        print('功能2')
        print('功能3')
        print('功能4')

    现在,由于某种原因,你需要为 module 这个函数新增一个 功能5,你完全可以这样修改:

    def module():
        print('功能1')
        print('功能2')
        print('功能3')
        print('功能4')
        print('功能5')

    但在现实业务中,直接做出这样的修改往往是比较危险的(会变得不易于维护)。那么如何在不修改原函数的基础上去为它新添一个功能呢?

    你可能已经想到了使用之前的闭包知识:

    def func_5(original_module):
    
        def wrapper():
            original_module()
            print('功能5')
    
        return wrapper

    func_5 代表该函数主要用于实现 功能5,我们接下来将 module 传入进去来观察效果:

    new_module = func_5(module)new_module()# 功能1# 功能2# 功能3# 功能4# 功能5

    可以看出,我们的新模块:new_module 已经实现了 功能5。

    在上面的例子中,函数 func_5 就是一个装饰器,它装饰了原来的模块(为它新添了一个功能)。

    当然,Python有更简洁的写法(称之为语法糖),我们可以将@符号与装饰器函数的名称一起使用,并将其放置在要装饰的函数的定义上方:

    def func_5(original_module):
    
        def wrapper():
            original_module()
            print('功能5')
    
        return wrapper@func_5def module():
        print('功能1')
        print('功能2')
        print('功能3')
        print('功能4')module()# 功能1# 功能2# 功能3# 功能4# 功能5

    基于此,我们可以在不修改原函数的基础上完成计时任务(计算原函数的运行时间),如下:

    def timer(func):
    
        def wrapper():
            import time
            tic = time.time()
            func()
            toc = time.time()
            print('程序用时: {}s'.format(toc - tic))
    
        return wrapper@timerdef make_list():
        return [i * i for i in range(10**7)]my_list = make_list()# 程序用时: 0.8369960784912109s

    事实上,my_list 并不是列表,直接打印会显示 None,这是因为我们的 wrapper 函数没有设置返回值。如果需要获得 make_list 的返回值,可以这样修改 wrapper 函数:

    def wrapper():
        import time
        tic = time.time()
        a = func()
        toc = time.time()
        print('程序用时: {}s'.format(toc - tic))
        return a

    三、使用多个装饰器

    假如我们要为 module 新添 功能5 和 功能6(按数字顺序),那该如何做呢?

    好在Python允许同时使用多个装饰器:

    def func_5(original_module):
        def wrapper():
            original_module()
            print('功能5')
        return wrapperdef func_6(original_module):
        def wrapper():
            original_module()
            print('功能6')
        return wrapper@func_6@func_5def module():
        print('功能1')
        print('功能2')
        print('功能3')
        print('功能4')module()# 功能1# 功能2# 功能3# 功能4# 功能5# 功能6

    上述过程实际上等价于:

    def module():
        print('功能1')
        print('功能2')
        print('功能3')
        print('功能4')new_module = func_6(func_5(module))new_module()

    此外,需要注意的是,在使用多个装饰器时,最靠近函数定义的装饰器会最先装饰该函数,如果我们改变装饰顺序,则输出结果也将改变:

    @func_5@func_6def module():
        print('功能1')
        print('功能2')
        print('功能3')
        print('功能4')module()# 功能1# 功能2# 功能3# 功能4# 功能6# 功能5

    四、被装饰的函数带有参数

    如果被装饰的函数带有参数,那该如何去构造装饰器呢?

    考虑这样一个函数:

    def pide(a, b):
        return a / b

    当b=0 时会出现 ZeropisionError。如何在避免修改该函数的基础上给出一个更加人性化的提醒呢?

    因为我们的 pide 函数接收两个参数,所以我们的 wrapper 函数也应当接收两个参数:

    def smart_pide(func):
        def wrapper(a, b):
            if b == 0:
                return '被除数不能为0!'
            else:
                return func(a, b)
        return wrapper

    使用该装饰器进行装饰:

    @smart_pidedef pide(a, b):
        return a / bprint(pide(3, 0))# 被除数不能为0!print(pide(3, 1))# 3.0

    如果不知道要被装饰的函数有多少个参数,我们可以使用下面更为通用的模板:

    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            # ...
            res = func(*args, **kwargs)
            # ...
            return res  # 也可以不return
        return wrapper

    五、带参数的装饰器

    我们之前提到的装饰器都没有带参数,即语法糖 @decorator 中没有参数,那么该如何写一个带参数的装饰器呢?

    前面实现的装饰器都是两层嵌套函数,而带参数的装饰器是一个三层嵌套函数。

    考虑这样一个场景。假如我们在为 module 添加新功能时,希望能够加上实现该功能的开发人员的花名,则可以这样构造装饰器(以 功能5 为例):

    def func_5_with_name(name=None):
        def func_5(original_module):
            def wrapper():
                original_module()
                print('功能5由{}实现'.format(name))
            return wrapper    return func_5

    效果如下:

    @func_5_with_name(name='若水')def module():
        print('功能1')
        print('功能2')
        print('功能3')
        print('功能4')module()# 功能1# 功能2# 功能3# 功能4# 功能5由若水实现

    对于这种三层嵌套函数,我们可以这样理解:当为 func_5_with_name 指定了参数后,func_5_with_name(name='若水') 实际上返回了一个 decorator,于是 @func_5_with_name(name='若水') 就相当于 @decorator。

    六、使用类作为装饰器

    将类作为装饰器,我们需要实现 __init__ 方法和 __call__ 方法。

    以计时器为例,具体实现如下:

    class Timer:
    
        def __init__(self, func):
            self.func = func    def __call__(self):
            import time
            tic = time.time()
            self.func()
            toc = time.time()
            print('用时: {}s'.format(toc - tic))@Timerdef make_list():
        return [i**2 for i in range(10**7)]make_list()# 用时: 2.928966999053955s

    如果想要自定义生成列表的长度并获得列表(即被装饰的函数带有参数情形),我们就需要在 __call__ 方法中传入相应的参数,具体如下:

    class Timer:
    
        def __init__(self, func):
            self.func = func    def __call__(self, num):
    
            import time
            tic = time.time()
            res = self.func(num)
            toc = time.time()
            print('用时: {}s'.format(toc - tic))
    
            return res@Timerdef make_list(num):
        return [i**2 for i in range(num)]my_list = make_list(10**7)# 用时: 2.8219943046569824sprint(len(my_list))# 10000000

    如果要构建带参数的类装饰器,则不能把 func 传入 __init__ 中,而是传入到 __call__ 中,同时 __init__ 用来初始化类装饰器的参数。

    接下来我们使用类装饰器来复现第五章节中的效果:

    class Func_5:
    
        def __init__(self, name=None):
            self.name = name    def __call__(self, func):
    
            def wrapper():
                func()
                print('功能5由{}实现'.format(self.name))
    
            return wrapper@Func_5('若水')def module():
        print('功能1')
        print('功能2')
        print('功能3')
        print('功能4')module()# 功能1# 功能2# 功能3# 功能4# 功能5由若水实现

    七、内置装饰器

    Python中有许多内置装饰器,这里仅介绍最常见的三种:@classmethod、@staticmethod 和 @property。

    7.1 @classmethod

    @classmethod 用于装饰类中的函数,使用它装饰的函数不需要进行实例化也可调用。需要注意的是,被装饰的函数不需要 self 参数,但第一个参数需要是表示自身类的 cls 参数,它可以来调用类的属性,类的方法,实例化对象等。

    cls 代表类本身,self 代表实例本身。

    具体请看下例:

    class A:
    
        num = 100
    
        def func1(self):
            print('功能1')
    
        @classmethod
        def func2(cls):
            print('功能2')
            print(cls.num)
            cls().func1()A.func2()# 功能2# 100# 功能1

    7.2 @staticmethod

    @staticmethod 同样用来修饰类中的方法,使用它装饰的函数的参数没有任何限制(即无需传入 self 参数),并且可以不用实例化调用该方法。当然,实例化后调用该方法也是允许的。

    具体如下:

    class A:
    
        @staticmethod
        def add(a, b):
            return a + bprint(A.add(2, 3))# 5print(A().add(2, 3))# 5

    7.3 @property

    使用 @property 装饰器,我们可以直接通过方法名来访问类方法,不需要在方法名后添加一对 () 小括号。

    class A:
    
        @property
        def printer(self):
            print('Hello World')a = A()a.printer# Hello World

    除此之外,@property 还可以用来防止类的属性被修改。考虑如下场景

    class A:
    
        def __init__(self):
            self.name = 'ABC'a = A()print(a.name)# ABCa.name = 1print(a.name)# 1

    可以看出类中的属性 name 可以被随意修改。如果要防止修改,则可以这样做

    class A:
    
        def __init__(self):
            self.name_ = 'ABC'
    
        @property
        def name(self):
            return self.name_
        
        
    a = A()print(a.name)# ABCa.name = 1print(a.name)# AttributeError: can't set attribute
    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    编程开发 Python
    相关文章 更多
    精品专题 更多
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    macOS软件

    正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

    IOS软件

    正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

    AI

    正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

    Mac软件 更多
    Aperty macOS版
    Aperty macOS版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw macOS版
    AionClaw macOS版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy macOS版
    Loomy macOS版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirBuddy 3 macOS版
    AirBuddy 3 macOS版

    AirBuddy 3 是面向 macOS 的蓝牙外设增强工具,可集中查看 AirPods、Beats 与苹果设备电量,提供快速连接、播放控制、电量提醒、桌面小组件和多台 Mac 外设接力等功能。

    AirServer macOS版
    AirServer macOS版

    AirServer macOS版可把 Mac 转换为无线投屏接收端,通过 AirPlay 或 Google Cast 接收手机、平板和电脑画面,并支持多设备同时连接、高清镜像及会话录制,适合家庭娱乐、课堂教学、会议演示和应用展示。

    AnyDesk macOS版
    AnyDesk macOS版

    AnyDesk macOS版是一款适用于远程办公、设备维护和客户支持的远程桌面工具,可连接并操作异地计算机,支持文件传输、无人值守访问、会话权限控制及跨平台协作。

    WINDOWS 更多
    讯飞绘文 网页版
    讯飞绘文 网页版

    讯飞绘文网页版是科大讯飞推出的AI图文创作与内容运营工具,覆盖热点选题、文章生成、稿件校对、智能配图、排版发布和数据复盘等环节,适合自媒体创作者及内容团队在线使用。

    Maya(Autodesk Maya) Windows版
    Maya(Autodesk Maya) Windows版

    Autodesk Maya 是面向影视、电视、动画和游戏行业的专业三维制作软件,集多边形与 NURBS 建模、角色绑定、关键帧和动作捕捉动画、Bifrost 特效模拟、材质开发及 Arnold 渲染于一体,

    Aperty Windows版
    Aperty Windows版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw Windows版
    AionClaw Windows版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy Windows版
    Loomy Windows版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirServer Windows版
    AirServer Windows版

    AirServer Windows版可把电脑变成AirPlay、Google Cast和Miracast无线投屏接收端,适合会议演示、课堂教学及家庭大屏分享。发送设备通常无需另装客户端,并可同时接收和智能排列多个镜像会话。