深入理解Python装饰器：从原理到实战应用

前言

前言

作为Python高级语言特性的重要组成部分，「装饰器」提供了一种极其便捷的函数修改方式。恰当使用装饰器能够显著提升代码的可读性与可维护性，兼具便利性与灵活性。

从本质上看，装饰器就是一个函数。其核心特征在于能够接收其他函数作为参数，并返回一个新的函数来替换原函数。

初看上述描述可能略显抽象，为了深入理解装饰器的原理，我们需要先厘清三个基础概念：「什么是函数对象」、「什么是嵌套函数」以及「什么是闭包」。关于这三个问题的详细解答，我在之前的文章中已有论述，建议点击下方链接查阅，这也是面试中高频考察的知识点：

https://www.jb51.net/article/158738.htm

装饰器基础

装饰器基础

理解上述三个概念后，可以简单总结为：函数可以赋值给变量，函数支持嵌套定义，且函数对象可以作为另一个函数的参数传递。

首先通过一个示例来展示如何运用上述知识点：

def first(fun):
  def second():
    print('start')
    fun()
    print('end')
    print fun.__name__
  return second

def man():
  print('i am a man()')

f = first(man)
f()

上述代码的执行结果如下所示：

start i am a man() end man

在上述程序中，`first`函数接收了`man`函数作为参数，并将其替换为一个新函数。这与我们在文章开头对「装饰器」的描述完全一致。基于此，我们将上述代码重构为符合Python装饰器定义与用法的标准形式，具体代码如下：

def first(func):
  def second():
    print('start')
    func()
    print('end')
    print (func.__name__)
  return second

@first
def man():
  print('i am a man()')

man()

这段代码与之前的示例功能完全相同。主要区别在于，之前的代码直接显式调用`first`函数来封装`man`函数，而此处则使用了「语法糖」进行封装。关于语法糖的具体实现细节无需深究，只需知晓类似`@first`这种形式即为语法糖即可。

在上述代码中，`@first`位于`man`函数定义之上，表示对`man`函数应用`first`装饰器。其中，`@`是装饰器的语法符号，`first`则是装饰器的名称。

复杂场景应用

接下来，我们看一个更复杂的示例，通过该示例更深入地理解「装饰器」的实际使用及其作为Python高级特性备受推崇的原因：

def check_admin(username):
  if username != 'admin':
    raise Exception('This user do not have permission')

class Stack:
  def __init__(self):
    self.item = []

  def push(self,username,item):
    check_admin(username=username)
    self.item.append(item)

  def pop(self,username):
    check_admin(username=username)
    if not self.item:
      raise Exception('NO elem in stack')
    return self.item.pop()

上述实现了一个特殊的栈结构，其特殊性在于增加了当前用户是否为`admin`的身份校验步骤。若当前用户非`admin`，则抛出异常。代码中将身份检查逻辑封装为独立函数`check_admin`，在`push`和`pop`方法中直接调用该函数。这种方式增强了代码的可读性，减少了冗余，建议在编程时养成此类模块化意识。

下面展示上述代码使用装饰器实现的效果：

def check_admin(func):
  def wrapper(*args, **kwargs):
    if kwargs.get('username') != 'admin':
      raise Exception('This user do not have permission')
    return func(*args, **kwargs)
  return wrapper

class Stack:
  def __init__(self):
    self.item = []

  @check_admin
  def push(self,username,item):
    self.item.append(item)

  @check_admin
  def pop(self,username):
    if not self.item:
      raise Exception('NO elem in stack')
    return self.item.pop()

对比使用「装饰器」与不使用装饰器的两种写法，乍看之下，使用装饰器的代码行数似乎更多。但仔细观察会发现，使用装饰器后代码的可读性有所提升。在未使用装饰器时，读者首先看到的是`check_admin`函数，需要理解其功能后才能继续查看栈操作逻辑；而使用装饰器后，读者首先看到的是栈的操作语句，`check_admin`的逻辑被隐藏，不会干扰对当前函数主逻辑的理解，因此可读性更佳。

正如之前文章关于「生成器」的论述，虽然Python的高级语言特性非常易用，但不可滥用。装饰器的语法相对复杂，如上文缩写的装饰器所示，其调试难度较大。此外，使用「装饰器」的程序运行速度通常比不使用装饰器的程序更慢。因此，需根据具体场景权衡使用。

以上就是无惧面试,带你搞懂python 装饰器的详细内容，更多关于python 装饰器的资料请关注本站其它相关文章！