Memahami dan menggunakan penghias Python

Penghias ialah sintaks Python lanjutan. Fungsi, kaedah atau kelas boleh diproses. Dalam Python, kami mempunyai pelbagai kaedah untuk memproses fungsi dan kelas Berbanding dengan kaedah lain, penghias mempunyai sintaks yang mudah dan kebolehbacaan kod yang tinggi. Oleh itu, penghias digunakan secara meluas dalam projek Python. Penghias sering digunakan dalam senario dengan keperluan pemotongan silang Contoh klasik termasuk log sisipan, ujian prestasi, pemprosesan transaksi, pengesahan kebenaran Web, Cache, dll.

Kelebihan penghias ialah mereka boleh mengekstrak kod yang sama dalam sejumlah besar fungsi yang tiada kaitan dengan fungsi itu sendiri dan meneruskan untuk menggunakannya semula. Iaitu, fungsi boleh "diubah suai" menjadi tingkah laku yang sama sekali berbeza, dan logik perniagaan boleh diuraikan secara ortogon dengan berkesan. Secara ringkasnya, tujuan penghias adalah untuk menambah fungsi tambahan pada objek sedia ada. Sebagai contoh, pembalakan memerlukan pembalakan fungsi tertentu. Cara bodoh ialah menambah kod pada setiap fungsi Jika kod berubah, ia akan menjadi tragis. Kaedah penghias adalah untuk menentukan penghias pembalakan khas untuk menghiasi fungsi yang diperlukan.

Python's Decorator sangat serupa dengan Anotasi Java/C# yang sedang digunakan. Kedua-duanya menambah anotasi @XXX di hadapan nama kaedah untuk menghiasi kaedah dengan sesuatu. Walau bagaimanapun, Anotasi Java/C# juga sangat menakutkan Sebelum menggunakannya, anda perlu memahami sekumpulan dokumen perpustakaan kelas Anotasi, yang membuatkan ia berasa seperti anda sedang mempelajari bahasa lain. Python menggunakan kaedah yang sangat elegan berbanding Corak Penghias dan Anotasi Kaedah ini tidak memerlukan anda menguasai mana-mana model OO yang kompleks atau pelbagai peraturan perpustakaan kelas Anotasi Ia dimainkan sepenuhnya pada peringkat bahasa: 1. teknik pengaturcaraan berfungsi.

Prinsip di sebalik penghias

Dalam Python, pelaksanaan penghias sangat mudah. Sebabnya ialah: fungsi boleh dilemparkan.

Fungsi Python ialah objek

Untuk memahami penghias, anda mesti terlebih dahulu mengetahui bahawa dalam Python, fungsi ialah objek. Adalah penting untuk memahami perkara ini, mari lihat sebabnya dengan contoh.

def shout(word="yes"):

**return** word.capitalize() + "!"

print(shout())

# outputs : 'Yes!'

# 作为一个对象，你可以像其他对象一样把函数赋值给其他变量

scream = shout

# 注意我们没有用括号：我们不是在调用函数，

# 而是把函数'shout'的值绑定到'scream'这个变量上

# 这也意味着你可以通过'scream'这个变量来调用'shout'函数

print(scream())

# outputs : 'Yes!'

# 不仅如此，这也还意味着你可以把原来的名字'shout'删掉，

# 而这个函数仍然可以通过'scream'来访问

del shout

**try**:

print(shout())

**except** NameError as e:

print(e)

# outputs: "name 'shout' is not defined"

print(scream())

# outputs: 'Yes!'

Satu lagi ciri menarik fungsi Python ialah ia boleh ditakrifkan dalam badan fungsi lain.

def talk():

# 你可以在 'talk' 里动态的(on the fly)定义一个函数...

**def** whisper(word="yes"):

**return** word.lower() + "..."

# ... 然后马上调用它！

print(whisper())

# 每当调用'talk'，都会定义一次'whisper'，然后'whisper'在'talk'里被调用

talk()

# outputs:

# "yes..."

# 但是"whisper" 在 "talk"外并不存在:

**try**:

print(whisper())

**except** NameError as e:

print(e)

# outputs : "name 'whisper' is not defined"

Rujukan fungsi

Seperti yang baru anda pelajari, fungsi Python juga merupakan objek, jadi:

• boleh ditugaskan kepada pembolehubah
• boleh ditakrifkan dalam badan fungsi lain

Kemudian, ini bermakna fungsi boleh mengembalikan fungsi lain:

def get_talk(type="shout"):

# 我们先动态定义一些函数

**def** shout(word="yes"):

**return** word.capitalize() + "!"

**def** whisper(word="yes"):

**return** word.lower() + "..."

# 然后返回其中一个

**if** type == "shout":

# 注意：我们是在返回函数对象，而不是调用函数，所以不要用到括号 "()"

**return** shout

**else**:

**return** whisper

# 那你改如何使用d呢？

# 先把函数赋值给一个变量

talk = get_talk()

# 你可以发现 "talk" 其实是一个函数对象:

print(talk)

# outputs : <function shout at 0xb7ea817c>

# 这个对象就是 get_talk 函数返回的:

print(talk())

# outputs : Yes!

# 你甚至还可以直接这样使用:

print(get_talk("whisper")())

# outputs : yes...

Memandangkan ia boleh mengembalikan fungsi, maka ia boleh Melepasinya seperti parameter:

def shout(word="yes"):

**return** word.capitalize() + "!"

scream = shout

**def** do_something_before(func):

print("I do something before then I call the function you gave me")

print(func())

do_something_before(scream)

# outputs:

# I do something before then I call the function you gave me

# Yes!

Penghias beraksi

Kini anda mempunyai semua asas untuk memahami penghias. Penghias ialah bahan pembungkusan yang membolehkan anda melaksanakan kod lain sebelum atau selepas melaksanakan fungsi yang dihias tanpa mengubah suai fungsi itu sendiri.

Penghias buatan tangan

# 一个装饰器是一个需要另一个函数作为参数的函数

**def** my_shiny_new_decorator(a_function_to_decorate):

# 在装饰器内部动态定义一个函数：wrapper(原意：包装纸).

# 这个函数将被包装在原始函数的四周

# 因此就可以在原始函数之前和之后执行一些代码.

**def** the_wrapper_around_the_original_function():

# 把想要在调用原始函数前运行的代码放这里

print("Before the function runs")

# 调用原始函数（需要带括号）

a_function_to_decorate()

# 把想要在调用原始函数后运行的代码放这里

print("After the function runs")

# 直到现在，"a_function_to_decorate"还没有执行过 (HAS NEVER BEEN EXECUTED).

# 我们把刚刚创建的 wrapper 函数返回.

# wrapper 函数包含了这个函数，还有一些需要提前后之后执行的代码，

# 可以直接使用了（It's ready to use!）

**return** the_wrapper_around_the_original_function

# Now imagine you create a function you don't want to ever touch again.

**def** a_stand_alone_function():

print("I am a stand alone function, don't you dare modify me")

a_stand_alone_function()

# outputs: I am a stand alone function, don't you dare modify me

# 现在，你可以装饰一下来修改它的行为.

# 只要简单的把它传递给装饰器，后者能用任何你想要的代码动态的包装

# 而且返回一个可以直接使用的新函数:

a_stand_alone_function_decorated = my_shiny_new_decorator(a_stand_alone_function)

a_stand_alone_function_decorated()

# outputs:

# Before the function runs

# I am a stand alone function, don't you dare modify me

# After the function runs

Gula sintaktik untuk penghias

Mari kita tulis semula contoh sebelumnya menggunakan sintaks penghias:

# 一个装饰器是一个需要另一个函数作为参数的函数

**def** my_shiny_new_decorator(a_function_to_decorate):

# 在装饰器内部动态定义一个函数：wrapper(原意：包装纸).

# 这个函数将被包装在原始函数的四周

# 因此就可以在原始函数之前和之后执行一些代码.

**def** the_wrapper_around_the_original_function():

# 把想要在调用原始函数前运行的代码放这里

print("Before the function runs")

# 调用原始函数（需要带括号）

a_function_to_decorate()

# 把想要在调用原始函数后运行的代码放这里

print("After the function runs")

# 直到现在，"a_function_to_decorate"还没有执行过 (HAS NEVER BEEN EXECUTED).

# 我们把刚刚创建的 wrapper 函数返回.

# wrapper 函数包含了这个函数，还有一些需要提前后之后执行的代码，

# 可以直接使用了（It's ready to use!）

**return** the_wrapper_around_the_original_function

@my_shiny_new_decorator

**def** another_stand_alone_function():

print("Leave me alone")

another_stand_alone_function()

# outputs:

# Before the function runs

# Leave me alone

# After the function runs

Ya, itu sahaja, semudah itu. @decorator hanyalah pintasan bagi pernyataan berikut:

another_stand_alone_function = my_shiny_new_decorator(another_stand_alone_function)

Gula sintaks penghias sebenarnya merupakan varian Pythonic bagi corak penghias. Untuk memudahkan pembangunan, Python telah terbina dalam beberapa corak reka bentuk klasik, seperti iterator. Sudah tentu, anda juga boleh menyusun penghias:

def bread(func):

**def** wrapper():

print("</''''''>")

func()

print("<______/>")

**return** wrapper

**def** ingredients(func):

**def** wrapper():

print("#tomatoes#")

func()

print("~salad~")

**return** wrapper

**def** sandwich(food="--ham--"):

print(food)

sandwich()

# outputs: --ham--

sandwich = bread(ingredients(sandwich))

sandwich()

# outputs:

# </''''''>

# #tomatoes#

# --ham--

# ~salad~

# <______/>

dinyatakan dalam sintaks penghias Python:

def bread(func):

**def** wrapper():

print("</''''''>")

func()

print("<______/>")

**return** wrapper

**def** ingredients(func):

**def** wrapper():

print("#tomatoes#")

func()

print("~salad~")

**return** wrapper

@bread

@ingredients

**def** sandwich(food="--ham--"):

print(food)

sandwich()

# outputs:

# </''''''>

# #tomatoes#

# --ham--

# ~salad~

# <______/>

Susunan penghias diletakkan juga penting:

def bread(func):

**def** wrapper():

print("</''''''>")

func()

print("<______/>")

**return** wrapper

**def** ingredients(func):

**def** wrapper():

print("#tomatoes#")

func()

print("~salad~")

**return** wrapper

@ingredients

@bread

**def** strange_sandwich(food="--ham--"):

print(food)

strange_sandwich()

# outputs:

##tomatoes#

# </''''''>

# --ham--

# <______/>

# ~salad~

untuk hiasan Menghantar parameter kepada fungsi penghias

# 这不是什么黑色魔法(black magic)，你只是必须让wrapper传递参数:

**def** a_decorator_passing_arguments(function_to_decorate):

**def** a_wrapper_accepting_arguments(arg1, arg2):

print("I got args! Look:", arg1, arg2)

function_to_decorate(arg1, arg2)

**return** a_wrapper_accepting_arguments

# 当你调用装饰器返回的函数式，你就在调用wrapper，而给wrapper的

# 参数传递将会让它把参数传递给要装饰的函数

@a_decorator_passing_arguments

**def** print_full_name(first_name, last_name):

print("My name is", first_name, last_name)

print_full_name("Peter", "Venkman")

# outputs:

# I got args! Look: Peter Venkman

# My name is Peter Venkman

Penghias dengan parameter

Dalam panggilan penghias di atas, seperti @decorator, penghias lalai kepada fungsi mengikutnya sebagai satu-satunya parameter. Sintaks penghias membolehkan kami menyediakan parameter lain apabila memanggil penghias, seperti @decorator(a). Ini memberikan fleksibiliti yang lebih besar dalam menulis dan menggunakan penghias.

# a new wrapper layer

**def** pre_str(pre=''):

# old decorator

**def** decorator(F):

**def** new_F(a, b):

print(pre + " input", a, b)

**return** F(a, b)

**return** new_F

**return** decorator

# get square sum

@pre_str('^_^')

**def** square_sum(a, b):

**return** a ** 2 + b ** 2

# get square diff

@pre_str('T_T')

**def** square_diff(a, b):

**return** a ** 2 - b ** 2

print(square_sum(3, 4))

print(square_diff(3, 4))

# outputs:

# ('^_^ input', 3, 4)

# 25

# ('T_T input', 3, 4)

# -7

Pra_str di atas ialah penghias yang membenarkan parameter. Ia sebenarnya merupakan enkapsulasi fungsi penghias asal dan mengembalikan penghias. Kita boleh memahaminya sebagai penutupan yang mengandungi parameter persekitaran. Apabila kita memanggil menggunakan @pre_str(‘^_^’), Python boleh menemui lapisan enkapsulasi ini dan menghantar parameter kepada persekitaran penghias. Panggilan ini bersamaan dengan:

square_sum = pre_str('^_^') (square_sum)

Dekorasi "kaedah dalam kelas"

Salah satu perkara hebat tentang Python ialah kaedah dan fungsi adalah benar-benar sama, Kecuali parameter pertama kaedah harus menjadi rujukan kepada objek semasa (iaitu, diri). Ini bermakna selagi anda ingat untuk mengambil kira diri sendiri, anda boleh membuat penghias untuk kaedah dengan cara yang sama:

def method_friendly_decorator(method_to_decorate):

**def** wrapper(self, lie):

lie = lie - 3# very friendly, decrease age even more :-)

**return** method_to_decorate(self, lie)

**return** wrapper

**class** Lucy(object):

**def** __init__(self):

self.age = 32

@method_friendly_decorator

**def** say_your_age(self, lie):

print("I am %s, what did you think?" % (self.age + lie))

l = Lucy()

l.say_your_age(-3)

# outputs: I am 26, what did you think?

Sudah tentu, jika anda ingin menulis penghias yang sangat umum, anda boleh menggunakan Untuk menghias sebarang fungsi dan kaedah, anda boleh mengabaikan parameter tertentu dan hanya menggunakan *args, **kwargs secara langsung:

def a_decorator_passing_arbitrary_arguments(function_to_decorate):

# The wrapper accepts any arguments

**def** a_wrapper_accepting_arbitrary_arguments(*args, **kwargs):

print("Do I have args?:")

print(args)

print(kwargs)

# Then you unpack the arguments, here *args, **kwargs

# If you are not familiar with unpacking, check:

# http://www.saltycrane.com/blog/2008/01/how-to-use-args-and-kwargs-in-python/

function_to_decorate(*args, **kwargs)

**return** a_wrapper_accepting_arbitrary_arguments

@a_decorator_passing_arbitrary_arguments

**def** function_with_no_argument():

print("Python is cool, no argument here.")

function_with_no_argument()

# outputs

# Do I have args?:

# ()

# {}

# Python is cool, no argument here.

@a_decorator_passing_arbitrary_arguments

**def** function_with_arguments(a, b, c):

print(a, b, c)

function_with_arguments(1, 2, 3)

# outputs

# Do I have args?:

# (1, 2, 3)

# {}

# 1 2 3

@a_decorator_passing_arbitrary_arguments

**def** function_with_named_arguments(a, b, c, platypus="Why not ?"):

print("Do %s, %s and %s like platypus? %s" % (a, b, c, platypus))

function_with_named_arguments("Bill", "Linus", "Steve", platypus="Indeed!")

# outputs

# Do I have args ? :

# ('Bill', 'Linus', 'Steve')

# {'platypus': 'Indeed!'}

# Do Bill, Linus and Steve like platypus? Indeed!

**class** Mary(object):

**def** __init__(self):

self.age = 31

@a_decorator_passing_arbitrary_arguments

**def** say_your_age(self, lie=-3):# You can now add a default value

print("I am %s, what did you think ?" % (self.age + lie))

m = Mary()

m.say_your_age()

# outputs

# Do I have args?:

# (<__main__.Mary object at 0xb7d303ac>,)

# {}

# I am 28, what did you think?

装饰类

在上面的例子中，装饰器接收一个函数，并返回一个函数，从而起到加工函数的效果。在Python 2.6以后，装饰器被拓展到类。一个装饰器可以接收一个类，并返回一个类，从而起到加工类的效果。

def decorator(aClass):

**class** newClass:

**def** __init__(self, age):

self.total_display = 0

self.wrapped = aClass(age)

**def** display(self):

self.total_display += 1

print("total display", self.total_display)

self.wrapped.display()

**return** newClass

@decorator

**class** Bird:

**def** __init__(self, age):

self.age = age

**def** display(self):

print("My age is", self.age)

eagleLord = Bird(5)

**for** i **in** range(3):

eagleLord.display()

在decorator中，我们返回了一个新类newClass。在新类中，我们记录了原来类生成的对象（self.wrapped），并附加了新的属性total_display，用于记录调用display的次数。我们也同时更改了display方法。通过修改，我们的Bird类可以显示调用display的次数了。

内置装饰器

Python中有三种我们经常会用到的装饰器， property、 staticmethod、 classmethod，他们有个共同点，都是作用于类方法之上。

property 装饰器

property 装饰器用于类中的函数，使得我们可以像访问属性一样来获取一个函数的返回值。

class XiaoMing:

first_name = '明'

last_name = '小'

@property

**def** full_name(self):

**return** self.last_name + self.first_name

xiaoming = XiaoMing()

print(xiaoming.full_name)

例子中我们像获取属性一样获取 full_name 方法的返回值，这就是用 property 装饰器的意义，既能像属性一样获取值，又可以在获取值的时候做一些操作。

staticmethod 装饰器

staticmethod 装饰器同样是用于类中的方法，这表示这个方法将会是一个静态方法，意味着该方法可以直接被调用无需实例化，但同样意味着它没有 self 参数，也无法访问实例化后的对象。

class XiaoMing:

@staticmethod

**def** say_hello():

print('同学你好')

XiaoMing.say_hello()

# 实例化调用也是同样的效果

# 有点多此一举

xiaoming = XiaoMing()

xiaoming.say_hello()

classmethod 装饰器

classmethod 依旧是用于类中的方法，这表示这个方法将会是一个类方法，意味着该方法可以直接被调用无需实例化，但同样意味着它没有 self 参数，也无法访问实例化后的对象。相对于 staticmethod 的区别在于它会接收一个指向类本身的 cls 参数。

class XiaoMing:

name = '小明'

@classmethod

**def** say_hello(cls):

print('同学你好， 我是' + cls.name)

print(cls)

XiaoMing.say_hello()

wraps 装饰器

一个函数不止有他的执行语句，还有着 name（函数名），doc （说明文档）等属性，我们之前的例子会导致这些属性改变。

def decorator(func):

**def** wrapper(*args, **kwargs):

"""doc of wrapper"""

print('123')

**return** func(*args, **kwargs)

**return** wrapper

@decorator

**def** say_hello():

"""doc of say hello"""

print('同学你好')

print(say_hello.__name__)

print(say_hello.__doc__)

由于装饰器返回了 wrapper 函数替换掉了之前的 say_hello 函数，导致函数名，帮助文档变成了 wrapper 函数的了。解决这一问题的办法是通过 functools 模块下的 wraps 装饰器。

from functools import wraps

**def** decorator(func):

@wraps(func)

**def** wrapper(*args, **kwargs):

"""doc of wrapper"""

print('123')

**return** func(*args, **kwargs)

**return** wrapper

@decorator

**def** say_hello():

"""doc of say hello"""

print('同学你好')

print(say_hello.__name__)

print(say_hello.__doc__)

装饰器总结

装饰器的核心作用是name binding。这种语法是Python多编程范式的又一个体现。大部分Python用户都不怎么需要定义装饰器，但有可能会使用装饰器。鉴于装饰器在Python项目中的广泛使用，了解这一语法是非常有益的。

常见错误：“装饰器”=“装饰器模式”

设计模式是一个在计算机世界里鼎鼎大名的词。假如你是一名 Java 程序员，而你一点设计模式都不懂，那么我打赌你找工作的面试过程一定会度过的相当艰难。

但写 Python 时，我们极少谈起“设计模式”。虽然 Python 也是一门支持面向对象的编程语言，但它的鸭子类型设计以及出色的动态特性决定了，大部分设计模式对我们来说并不是必需品。所以，很多 Python 程序员在工作很长一段时间后，可能并没有真正应用过几种设计模式。

不过装饰器模式（Decorator Pattern）是个例外。因为 Python 的“装饰器”和“装饰器模式”有着一模一样的名字，我不止一次听到有人把它们俩当成一回事，认为使用“装饰器”就是在实践“装饰器模式”。但事实上，它们是两个完全不同的东西。

“装饰器模式”是一个完全基于“面向对象”衍生出的编程手法。它拥有几个关键组成：一个统一的接口定义、若干个遵循该接口的类、类与类之间一层一层的包装。最终由它们共同形成一种“装饰”的效果。

而 Python 里的“装饰器”和“面向对象”没有任何直接联系，**它完全可以只是发生在函数和函数间的把戏。事实上，“装饰器”并没有提供某种无法替代的功能，它仅仅就是一颗“语法糖”而已。下面这段使用了装饰器的代码：

@log_time

@cache_result

**def** foo(): pass

基本完全等同于：

def foo(): pass

foo = log_time(cache_result(foo))

装饰器最大的功劳，在于让我们在某些特定场景时，可以写出更符合直觉、易于阅读的代码。它只是一颗“糖”，并不是某个面向对象领域的复杂编程模式。

Atas ialah kandungan terperinci Memahami dan menggunakan penghias Python. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!