python 装饰器和 functools 模块

什么是装饰器？

在 python 语言里第一次看到装饰器不免让人想到设计模式中的装饰模式——动态地给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，装饰模式比生成子类更为灵活。

好吧，python 中的装饰器显然和装饰模式毫无关系。那 python 中的装饰器到底是什么呢？

简而言之，装饰器提供了一种方法，在函数和类定义语句的末尾插入自动运行代码。python 中有两种装饰器：函数装饰器和类装饰器。

函数装饰器

简单的装饰器例子：

def decorator(F): # 装饰器函数定义
print "I'm decorator"
return F

@decorator
def foo():
print 'Hello World!'
# 上面等价于 foo = decorator(foo)

foo()
"""
I'm decorator
Hello World!
"""

decorator(foo)() # 所以这里的输出与 foo() 相同
"""
I'm decorator
Hello World!
"""

从上面运行后结果看出，装饰器就是一个能够返回可调用对象（函数）的可调用对象（函数）。

具有封闭作用域的装饰器

def decorator(func): # 装饰器函数
print 'in decorator'
def wrapper(*args):
print 'in decorator wrapper'
        wrapper._calls += 1
print "calls = %d" % (wrapper._calls)
        func(*args)
    wrapper._calls = 0
return wrapper

@decorator
def foo(x, y):
print "x = %d, y = %d" % (x, y)

foo(1, 2) # 第一次调用
"""
in decorator
in decorator wrapper
calls = 1
x = 1, y = 2
"""

foo(2, 3) # 第二次调用
"""
in decorator wrapper
calls = 2
x = 2, y = 3
"""

可以看出第一次调用 foo(1, 2) 时，相当于

1 2	foo = decorator(foo) foo(1, 2)

第二次调用 foo(2, 3) 时 foo 已经为 decorator(foo) 的返回值了

再看看一个装饰器类来实现的：

class decorator: # 一个装饰器类
def __init__(self, func):
print 'in decorator __init__'
        self.func = func
        self.calls = 0
def __call__(self, *args):
print 'in decorator __call__'
        self.calls += 1
print "calls = %d" % (self.calls)
        self.func(*args)

@decorator
def foo(x, y):
print "x = %d, y = %d" % (x, y)

foo(1, 2) # 第一次调用
"""
in decorator __init__
in decorator __call__
calls = 1
x = 1, y = 2
"""

foo(2, 3) # 第二次调用
"""
in decorator __call__
calls = 2
x = 2, y = 3
"""

装饰器参数

def decorator_wrapper(a, b):
print 'in decorator_wrapper'
print "a = %d, b = %d" % (a, b)
def decorator(func):
print 'in decorator'
def wrapper(*args):
print 'in wrapper'
            func(*args)
return wrapper
return decorator

@decorator_wrapper(1, 2) # 这里先回执行 decorator_wrapper(1, 2), 返回 decorator 相当于 @decorator
def foo(word):
print word

foo('Hello World!')
"""
in decorator_wrapper
a = 1, b = 2
in decorator
in wrapper
Hello World!
"""

functools 模块

functools 模块中有三个主要的函数 partial(), update_wrapper() 和 wraps(), 下面我们分别来看一下吧。

partial(func[,args][, *keywords])

看源码时发现这个函数不是用 python 写的，而是用 C 写的，但是帮助文档中给出了用 python 实现的代码，如下：

def partial(func, *args, **keywords):
def newfunc(*fargs, **fkeywords):
        newkeywords = keywords.copy()
        newkeywords.update(fkeywords)
return func(*(args + fargs), **newkeywords)
    newfunc.func = func
    newfunc.args = args
    newfunc.keywords = keywords
return newfunc

OK，可能一下子没看明白，那么继续往下看，看一下是怎么用的。我们知道 python 中有个 int([x[,base]]) 函数，作用是把字符串转换为一个普通的整型。如果要把所有输入的二进制数转为整型，那么就要这样写 int('11', base=2)。这样写起来貌似不太方便，那么我们就能用 partial 来实现值传递一个参数就能转换二进制数转为整型的方法。

from functools import partial
int2 = partial(int, base=2)

print int2('11') # 3
print int2('101') # 5

update_wrapper(wrapper, wrapped[, assigned][, updated])

看这个函数的源代码发现，它就是把被封装的函数的 module, name, doc 和 dict 复制到封装的函数中去，源码如下，很简单的几句：

WRAPPER_ASSIGNMENTS = ('__module__', '__name__', '__doc__')
WRAPPER_UPDATES = ('__dict__',)
def update_wrapper(wrapper,
 wrapped,
 assigned = WRAPPER_ASSIGNMENTS,
 updated = WRAPPER_UPDATES):
for attr in assigned:
        setattr(wrapper, attr, getattr(wrapped, attr))
for attr in updated:
        getattr(wrapper, attr).update(getattr(wrapped, attr, {}))
return wrapper

具体如何用我们可以往下看一下。

wraps(wrapped[, assigned][, updated])

wraps() 函数把用 partial() 把 update_wrapper() 给封装了一下。

def wraps(wrapped,
 assigned = WRAPPER_ASSIGNMENTS,
 updated = WRAPPER_UPDATES):

return partial(update_wrapper, wrapped=wrapped,
                   assigned=assigned, updated=updated)

好，接下来看一下是如何使用的，这才恍然大悟，一直在很多开源项目的代码中看到如下使用。

from functools import wraps
def my_decorator(f):
@wraps(f)
def wrapper(*args, **kwds):
print 'Calling decorated function'
return f(*args, **kwds)
return wrapper

@my_decorator
def example():
"""这里是文档注释"""
print 'Called example function'

example()

# 下面是输出
"""
Calling decorated function
Called example function
"""
print example.__name__ # 'example'
print example.__doc__ # '这里是文档注释'

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