在學(xué)習(xí)Python的過程中人乓，我相信有很多人和我一樣勤篮，對(duì)Python的裝飾器一直覺得很困惑，我也是困惑了好久色罚，并通過思考和查閱才能略有領(lǐng)悟碰缔，我希望以下的內(nèi)容會(huì)對(duì)你有幫助，我也努力通過通俗的方式使得對(duì)Python裝飾器的理解更加的透徹戳护。在文中如有遺漏和不足金抡，歡迎交流和指點(diǎn)。
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很多人對(duì)裝飾器難以理解腌且，原因是由于以下三點(diǎn)內(nèi)容沒有搞清楚：

1. 關(guān)于函數(shù)“變量”（或“變量”函數(shù)）的理解
2. 關(guān)于高階函數(shù)的理解
3. 關(guān)于嵌套函數(shù)的理解

那么如果能對(duì)以上的問題一一攻破梗肝，同時(shí)遵循裝飾器的基本原則，相信會(huì)對(duì)裝飾器有個(gè)很好的理解的铺董。那么我們先來看以下裝飾器的目的及其原則巫击。

1、裝飾器

裝飾器實(shí)際上就是為了給某程序增添功能，但該程序已經(jīng)上線或已經(jīng)被使用坝锰，那么就不能大批量的修改源代碼粹懒，這樣是不科學(xué)的也是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)榫彤a(chǎn)生了裝飾器顷级，使得其滿足：

1. 不能修改被裝飾的函數(shù)的源代碼
2. 不能修改被裝飾的函數(shù)的調(diào)用方式
3. 滿足1凫乖、2的情況下給程序增添功能

那么根據(jù)需求，同時(shí)滿足了這三點(diǎn)原則弓颈，這才是我們的目的帽芽。因?yàn)椋旅嫖覀儚慕鉀Q這三點(diǎn)原則入手來理解裝飾器恨豁。

等等嚣镜，我要在需求之前先說裝飾器的原則組成：

< 函數(shù)+實(shí)參高階函數(shù)+返回值高階函數(shù)+嵌套函數(shù)+語(yǔ)法糖 = 裝飾器 >

這個(gè)式子是貫穿裝飾器的靈魂所在爬迟！

2橘蜜、需求的實(shí)現(xiàn)

假設(shè)有代碼：

improt time
def test():
    time.sleep(2)
    print("test is running!")
test()

很顯然，這段代碼運(yùn)行的結(jié)果一定是：等待約2秒后付呕，輸出

test is running

• 那么要求在滿足三原則的基礎(chǔ)上计福，給程序添加統(tǒng)計(jì)運(yùn)行時(shí)間（2 second）功能

在行動(dòng)之前，我們先來看一下文章開頭提到的原因1（關(guān)于函數(shù)“變量”（或“變量”函數(shù)）的理解）

2.1徽职、函數(shù)“變量”（或“變量”函數(shù)）

假設(shè)有代碼：

x = 1
y = x
def test1():
    print("Do something")
test2 = lambda x:x*2

那么在內(nèi)存中象颖，應(yīng)該是這樣的：

image

很顯然，函數(shù)和變量是一樣的姆钉，都是“一個(gè)名字對(duì)應(yīng)內(nèi)存地址中的一些內(nèi)容”
那么根據(jù)這樣的原則说订，我們就可以理解兩個(gè)事情：

1. test1表示的是函數(shù)的內(nèi)存地址
2. test1()就是調(diào)用對(duì)在test1這個(gè)地址的內(nèi)容，即函數(shù)

如果這兩個(gè)問題可以理解潮瓶，那么我們就可以進(jìn)入到下一個(gè)原因(關(guān)于高階函數(shù)的理解)

2.2高階函數(shù)

那么對(duì)于高階函數(shù)的形式可以有兩種：

1. 把一個(gè)函數(shù)名當(dāng)作實(shí)參傳給另外一個(gè)函數(shù)（“實(shí)參高階函數(shù)”）
2. 返回值中包含函數(shù)名（“返回值高階函數(shù)”）

那么這里面所說的函數(shù)名陶冷，實(shí)際上就是函數(shù)的地址，也可以認(rèn)為是函數(shù)的一個(gè)標(biāo)簽而已毯辅，并不是調(diào)用埂伦，是個(gè)名詞。如果可以把函數(shù)名當(dāng)做實(shí)參思恐，那么也就是說可以把函數(shù)傳遞到另一個(gè)函數(shù)沾谜，然后在另一個(gè)函數(shù)里面做一些操作，根據(jù)這些分析來看胀莹，這豈不是滿足了裝飾器三原則中的第一條基跑，即不修改源代碼而增加功能。那我們看來一下具體的做法：

還是針對(duì)上面那段代碼：

improt time

def test():
    time.sleep(2)
    print("test is running!")

def deco(func):  
    start = time.time()
    func() #2
    stop = time.time()
    print(stop-start)

deco(test) #1

我們來看一下這段代碼描焰，在#1處媳否，我們把test當(dāng)作實(shí)參傳遞給形參func，即func=test。注意逆日，這里傳遞的是地址嵌巷，也就是此時(shí)func也指向了之前test所定義的那個(gè)函數(shù)體，可以說在deco()內(nèi)部室抽，func就是test搪哪。在#2處，把函數(shù)名后面加上括號(hào)坪圾，就是對(duì)函數(shù)的調(diào)用（執(zhí)行它）晓折。因此，這段代碼運(yùn)行結(jié)果是：

test is running!
the run time is 3.0009405612945557

我們看到似乎是達(dá)到了需求兽泄，即執(zhí)行了源程序漓概，同時(shí)也附加了計(jì)時(shí)功能，但是這只滿足了原則1（不能修改被裝飾的函數(shù)的源代碼）病梢，但這修改了調(diào)用方式胃珍。假設(shè)不修改調(diào)用方式，那么在這樣的程序中蜓陌，被裝飾函數(shù)就無法傳遞到另一個(gè)裝飾函數(shù)中去觅彰。

那么再思考，如果不修改調(diào)用方式钮热，就是一定要有test()這條語(yǔ)句填抬，那么就用到了第二種高階函數(shù)，即返回值中包含函數(shù)名

如下代碼：

improt time

def test():
    time.sleep(2)
    print("test is running!")

def deco(func):  
    print(func)
    return func 
t = deco(test) #3
#t()#4

test()

我們看這段代碼隧期，在#3處飒责，將test傳入deco()，在deco()里面操作之后仆潮，最后返回了func宏蛉，并賦值給t。因此這里test => func => t鸵闪，都是一樣的函數(shù)體檐晕。最后在#4處保留了原來的函數(shù)調(diào)用方式。
看到這里顯然會(huì)有些困惑蚌讼，我們的需求不是要計(jì)算函數(shù)的運(yùn)行時(shí)間么辟灰，怎么改成輸出函數(shù)地址了。是因?yàn)榇凼瑔为?dú)采用第二張高階函數(shù)（返回值中包含函數(shù)名）的方式芥喇，并且保留原函數(shù)調(diào)用方式，是無法計(jì)時(shí)的凰萨。如果在deco()里計(jì)時(shí)继控，顯然會(huì)執(zhí)行一次械馆，而外面已經(jīng)調(diào)用了test()，會(huì)重復(fù)執(zhí)行武通。這里只是為了說明第二種高階函數(shù)的思想霹崎，下面才真的進(jìn)入重頭戲。

2.3 嵌套函數(shù)

嵌套函數(shù)指的是在函數(shù)內(nèi)部定義一個(gè)函數(shù)冶忱，而不是調(diào)用尾菇，如：

def func1():
    def func2():
        pass
而不是
def func1():
    func2()

另外還有一個(gè)題外話，函數(shù)只能調(diào)用和它同級(jí)別以及上級(jí)的變量或函數(shù)囚枪。也就是說：里面的能調(diào)用和它縮進(jìn)一樣的和他外部的派诬，而內(nèi)部的是無法調(diào)用的。

那么我們?cè)倩氐轿覀冎暗哪莻€(gè)需求链沼，想要統(tǒng)計(jì)程序運(yùn)行時(shí)間默赂，并且滿足三原則。

代碼：

improt time

def timer(func) #5
    def deco():  
        start = time.time()
        func()
        stop = time.time()
        print(stop-start)
    return deco

test = timer(test) #6

def test():
    time.sleep(2)
    print("test is running!")   
test() #7

這段代碼可能會(huì)有些困惑括勺，怎么忽然多了這么多缆八，暫且先接受它，分析一下再來說為什么是這樣朝刊。

首先耀里，在#6處蜈缤，把test作為參數(shù)傳遞給了timer()拾氓，此時(shí)，在timer()內(nèi)部底哥，func = test咙鞍，接下來，定義了一個(gè)deco()函數(shù)趾徽，當(dāng)并未調(diào)用续滋，只是在內(nèi)存中保存了，并且標(biāo)簽為deco孵奶。在timer()函數(shù)的最后返回deco()的地址deco疲酌。

然后再把deco賦值給了test始锚，那么此時(shí)test已經(jīng)不是原來的test了蜓肆，也就是test原來的那些函數(shù)體的標(biāo)簽換掉了，換成了deco蔚叨。那么在#7處調(diào)用的實(shí)際上是deco()载绿。

那么這段代碼在本質(zhì)上是修改了調(diào)用函數(shù)粥诫，但在表面上并未修改調(diào)用方式，而且實(shí)現(xiàn)了附加功能崭庸。

那么通俗一點(diǎn)的理解就是：

把函數(shù)看成是盒子怀浆，test是小盒子谊囚，deco是中盒子，timer是大盒子执赡。程序中镰踏，把小盒子test傳遞到大盒子temer中的中盒子deco，然后再把中盒子deco拿出來沙合，打開看看（調(diào)用）

這樣做的原因是：

我們要保留test()余境，還要統(tǒng)計(jì)時(shí)間，而test()只能調(diào)用一次（調(diào)用兩次運(yùn)行結(jié)果會(huì)改變灌诅，不滿足）芳来，再根據(jù)函數(shù)即“變量”，那么就可以通過函數(shù)的方式來回閉包猜拾。于是乎即舌，就想到了，把test傳遞到某個(gè)函數(shù)挎袜，而這個(gè)函數(shù)內(nèi)恰巧內(nèi)嵌了一個(gè)內(nèi)函數(shù)顽聂，再根據(jù)內(nèi)嵌函數(shù)的作用域（可以訪問同級(jí)及以上，內(nèi)嵌函數(shù)可以訪問外部參數(shù)）盯仪，把test包在這個(gè)內(nèi)函數(shù)當(dāng)中紊搪，一起返回，最后調(diào)用這個(gè)返回的函數(shù)全景。而test傳遞進(jìn)入之后耀石，再被包裹出來，顯然test函數(shù)沒有弄丟（在包裹里）爸黄，那么外面剩下的這個(gè)test標(biāo)簽正好可以替代這個(gè)包裹（內(nèi)含test()）滞伟。

image

至此，一切皆合炕贵，大功告成梆奈，單只差一步。

3称开、 真正的裝飾器

根據(jù)以上分析亩钟，裝飾器在裝飾時(shí)，需要在每個(gè)函數(shù)前面加上：

test = timer(test)

顯然有些麻煩鳖轰，Python提供了一種語(yǔ)法糖清酥，即：

@timer

這兩句是等價(jià)的，只要在函數(shù)前加上這句脆霎，就可以實(shí)現(xiàn)裝飾作用总处。

以上為無參形式

4、裝飾有參函數(shù)

improt time

def timer(func)
    def deco():  
        start = time.time()
        func()
        stop = time.time()
        print(stop-start)
    return deco

@timer
def test(parameter): #8
    time.sleep(2)
    print("test is running!")   
test() 

對(duì)于一個(gè)實(shí)際問題睛蛛，往往是有參數(shù)的鹦马，如果要在#8處胧谈，給被修飾函數(shù)加上參數(shù)，顯然這段程序會(huì)報(bào)錯(cuò)的荸频。錯(cuò)誤原因是test()在調(diào)用的時(shí)候缺少了一個(gè)位置參數(shù)的菱肖。而我們知道test = func = deco，因此test()=func()=deco()
,那么當(dāng)test(parameter)有參數(shù)時(shí)旭从，就必須給func()和deco()也加上參數(shù)稳强，為了使程序更加有擴(kuò)展性，因此在裝飾器中的deco()和func()和悦，加如了可變參數(shù)*agrs和 **kwargs退疫。

完整代碼如下：

improt time

def timer(func)
    def deco(*args, **kwargs):  
        start = time.time()
        func(*args, **kwargs)
        stop = time.time()
        print(stop-start)
    return deco

@timer
def test(parameter): #8
    time.sleep(2)
    print("test is running!")   
test() 

那么我們?cè)倏紤]個(gè)問題，如果原函數(shù)test()的結(jié)果有返回值呢鸽素？比如：

def test(parameter): 
    time.sleep(2)
    print("test is running!")   
    return "Returned value"

那么面對(duì)這樣的函數(shù)褒繁，如果用上面的代碼來裝飾，最后一行的test()實(shí)際上調(diào)用的是deco()馍忽。有人可能會(huì)問棒坏，func()不就是test()么，怎么沒返回值呢遭笋？

其實(shí)是有返回值的坝冕，但是返回值返回到deco()的內(nèi)部，而不是test()即deco()的返回值瓦呼，那么就需要再返回func()的值喂窟，因此就是：

def timer(func)
    def deco(*args, **kwargs):  
        start = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)#9
        stop = time.time()
        print(stop-start)
        return res#10
    return deco

其中，#9的值在#10處返回吵血。

完整程序?yàn)椋?/p>

improt time

def timer(func)
    def deco(*args, **kwargs):  
        start = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)
        stop = time.time()
        print(stop-start)
        return res 
    return deco

@timer
def test(parameter): #8
    time.sleep(2)
    print("test is running!")   
    return "Returned value"
test() 

5谎替、帶參數(shù)的裝飾器

又增加了一個(gè)需求，一個(gè)裝飾器蹋辅，對(duì)不同的函數(shù)有不同的裝飾。那么就需要知道對(duì)哪個(gè)函數(shù)采取哪種裝飾挫掏。因此侦另，就需要裝飾器帶一個(gè)參數(shù)來標(biāo)記一下。例如：

@decorator(parameter = value)

比如有兩個(gè)函數(shù)：

def task1():
    time.sleep(2)
    print("in the task1")

def task2():
    time.sleep(2)
    print("in the task2")

task1()
task2()

要對(duì)這兩個(gè)函數(shù)分別統(tǒng)計(jì)運(yùn)行時(shí)間尉共，但是要求統(tǒng)計(jì)之后輸出：

the task1/task2 run time is : 2.00……

于是就要構(gòu)造一個(gè)裝飾器timer褒傅，并且需要告訴裝飾器哪個(gè)是task1，哪個(gè)是task2袄友，也就是要這樣：

@timer(parameter='task1') #
def task1():
    time.sleep(2)
    print("in the task1")

@timer(parameter='task2') #
def task2():
    time.sleep(2)
    print("in the task2")

task1()
task2()

那么方法有了殿托，但是我們需要考慮如何把這個(gè)parameter參數(shù)傳遞到裝飾器中，我們以往的裝飾器剧蚣，都是傳遞函數(shù)名字進(jìn)去支竹，而這次旋廷，多了一個(gè)參數(shù)，要怎么做呢礼搁？
于是饶碘，就想到再加一層函數(shù)來接受參數(shù)，根據(jù)嵌套函數(shù)的概念馒吴，要想執(zhí)行內(nèi)函數(shù)扎运，就要先執(zhí)行外函數(shù)，才能調(diào)用到內(nèi)函數(shù)饮戳，那么就有：

def timer(parameter): #
    print("in the auth :", parameter)

    def outer_deco(func): #
        print("in the outer_wrapper:", parameter)

        def deco(*args, **kwargs):

        return deco

    return outer_deco

首先timer(parameter)豪治，接收參數(shù)parameter=’task1/2’，而@timer(parameter)也恰巧帶了括號(hào)扯罐，那么就會(huì)執(zhí)行這個(gè)函數(shù)鬼吵， 那么就是相當(dāng)于：

timer = timer(parameter)
task1 = timer(task1)

后面的運(yùn)行就和一般的裝飾器一樣了：

import time

def timer(parameter):

    def outer_wrapper(func):

        def wrapper(*args, **kwargs):
            if parameter == 'task1':
                start = time.time()
                func(*args, **kwargs)
                stop = time.time()
                print("the task1 run time is :", stop - start)
            elif parameter == 'task2':
                start = time.time()
                func(*args, **kwargs)
                stop = time.time()
                print("the task2 run time is :", stop - start)

        return wrapper

    return outer_wrapper

@timer(parameter='task1')
def task1():
    time.sleep(2)
    print("in the task1")

@timer(parameter='task2')
def task2():
    time.sleep(2)
    print("in the task2")

task1()
task2()

至此，裝飾器的全部?jī)?nèi)容結(jié)束篮赢。
參考：https://blog.csdn.net/u013471155/article/details/68960244