裝飾器的功能在很多語(yǔ)言中都有，名字也不盡相同，其實(shí)它體現(xiàn)的是一種設(shè)計(jì)模式，強(qiáng)調(diào)的是開(kāi)放封閉原則，更多的用于后期功能升級(jí)而不是編寫(xiě)新的代碼。裝飾器不光能裝飾函數(shù)，也能裝飾其他的對(duì)象，比如類(lèi)，但通常，我們以裝飾函數(shù)為例子介紹其用法。要理解在Python中裝飾器的原理，需要一步一步來(lái)。本文盡量描述得淺顯易懂，從最基礎(chǔ)的內(nèi)容講起。

(注：以下使用Python3.5.1環(huán)境)

一、Python的函數(shù)相關(guān)基礎(chǔ)

第一，必須強(qiáng)調(diào)的是python是從上往下順序執(zhí)行的,而且碰到函數(shù)的定義代碼塊是不會(huì)立即執(zhí)行它的，只有等到該函數(shù)被調(diào)用時(shí)，才會(huì)執(zhí)行其內(nèi)部的代碼塊。def foo():

print("foo函數(shù)被運(yùn)行了！")

如果就這么樣，foo里的語(yǔ)句是不會(huì)被執(zhí)行的。

程序只是簡(jiǎn)單的將定義代碼塊讀入內(nèi)存中。

再看看，順序執(zhí)行的例子：def foo():

print("我是上面的函數(shù)定義！")

def foo():

print("我是下面的函數(shù)定義！")

foo()

運(yùn)行結(jié)果：

我是下面的函數(shù)定義

可見(jiàn)，因?yàn)轫樞驁?zhí)行的原因，下面的foo將上面的foo覆蓋了。因此，在Python中代碼的放置位置是有要求的，不能隨意擺放，函數(shù)體要放在被調(diào)用的語(yǔ)句之前。

其次，我們還要先搞清楚幾樣?xùn)|西：函數(shù)名、函數(shù)體、返回值，函數(shù)的內(nèi)存地址、函數(shù)名加括號(hào)、函數(shù)名被當(dāng)作參數(shù)、函數(shù)名加括號(hào)被當(dāng)作參數(shù)、返回函數(shù)名、返回函數(shù)名加括號(hào)。對(duì)于如下的函數(shù)：def foo():

print("讓我們干點(diǎn)啥！")

return "ok"

foo()

函數(shù)名：　　　　　　　　foo

函數(shù)體：　　　　　　　　第1-3行

返回值：　　　　　　　　字符串“ok”　　　　如果不顯式給出return的對(duì)象，那么默認(rèn)返回None

函數(shù)的內(nèi)存地址：　　　　當(dāng)函數(shù)體被讀進(jìn)內(nèi)存后的保存位置，它由標(biāo)識(shí)符即函數(shù)名foo引用，

也就是說(shuō)foo指向的是函數(shù)體在內(nèi)存內(nèi)的保存位置。

函數(shù)名加括號(hào)：　　　　 例如foo()，函數(shù)的調(diào)用方法，只有見(jiàn)到這個(gè)括號(hào)，程序會(huì)根據(jù)

函數(shù)名從內(nèi)存中找到函數(shù)體，然后執(zhí)行它

再看下面這個(gè)例子：def outer(func):

def inner():

print("我是內(nèi)層函數(shù)！")

return inner

def foo():

print("我是原始函數(shù)！")

outer(foo)

outer(foo())

在python中，一切都是對(duì)象，函數(shù)也不例外。因此可以將函數(shù)名，甚至函數(shù)名加括號(hào)進(jìn)行調(diào)用的方式作為另一個(gè)函數(shù)的返回值。上面代碼中，outer和foo是兩個(gè)函數(shù)，outer(foo)表示將foo函數(shù)的函數(shù)名當(dāng)做參數(shù)傳遞給outer函數(shù)并執(zhí)行outer函數(shù)；outer(foo())表示將foo函數(shù)執(zhí)行后的返回值當(dāng)做參數(shù)傳遞給outer函數(shù)并執(zhí)行outer函數(shù)，由于foo函數(shù)沒(méi)有指定返回值，實(shí)際上它傳遞給了outer函數(shù)一個(gè)None。注意其中的差別，有沒(méi)有括號(hào)是關(guān)鍵！

同樣，在outer函數(shù)內(nèi)部，返回了一個(gè)inner，它是在outer函數(shù)內(nèi)部定義的一個(gè)函數(shù)，注意，由于inner后面沒(méi)有加括號(hào)，所以返回的是inner的函數(shù)體，實(shí)際上也就是inner這個(gè)名字，一個(gè)簡(jiǎn)單的引用而已。那么，如果outer函數(shù)返回的是inner()呢？現(xiàn)在你應(yīng)該已經(jīng)很清楚了，它會(huì)先執(zhí)行inner函數(shù)的內(nèi)容，然后返回個(gè)None給outer，outer再把這個(gè)None返回給調(diào)用它的對(duì)象。

請(qǐng)記住，函數(shù)名、函數(shù)加括號(hào)可以被當(dāng)做參數(shù)傳遞，也可以被當(dāng)做返回值return，有沒(méi)有括號(hào)是兩個(gè)截然不同的意思！

二、裝飾器的使用場(chǎng)景

裝飾器通常用于在不改變?cè)泻瘮?shù)代碼和功能的情況下，為其添加額外的功能。比如在原函數(shù)執(zhí)行前先執(zhí)行點(diǎn)什么，在執(zhí)行后執(zhí)行點(diǎn)什么。

讓我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)看看，裝飾器的使用場(chǎng)景和體現(xiàn)的設(shè)計(jì)模式。(抱歉的是我設(shè)計(jì)不出更好的場(chǎng)景，只能引用武大神的案例加以演繹)

有一個(gè)大公司，下屬的基礎(chǔ)平臺(tái)部負(fù)責(zé)內(nèi)部應(yīng)用程序及API的開(kāi)發(fā)，有上百個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)負(fù)責(zé)不同的業(yè)務(wù)，他們各自調(diào)用基礎(chǔ)平臺(tái)部提供的不同函數(shù)處理自己的業(yè)務(wù)，情況如下：# 基礎(chǔ)平臺(tái)部門(mén)開(kāi)發(fā)了上百個(gè)函數(shù)

def f1():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......")

def f2():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)2數(shù)據(jù)接口......")

def f3():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)3數(shù)據(jù)接口......")

def f100():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)100數(shù)據(jù)接口......")

#各部門(mén)分別調(diào)用

f1()

f2()

f3()

f100()

由于公司在創(chuàng)業(yè)初期，基礎(chǔ)平臺(tái)部開(kāi)發(fā)這些函數(shù)時(shí)，由于各種原因，比如時(shí)間，比如考慮不周等等，沒(méi)有為函數(shù)調(diào)用進(jìn)行安全認(rèn)證。現(xiàn)在，平臺(tái)部主管決定彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，于是：

第一回，主管叫來(lái)了一個(gè)運(yùn)維工程師，工程師跑上跑下逐個(gè)部門(mén)進(jìn)行通知，讓他們?cè)诖a里加上認(rèn)證功能，然而，當(dāng)天他被開(kāi)除了。

第二回：主管又叫來(lái)了一個(gè)運(yùn)維工程師，工程師用shell寫(xiě)了個(gè)復(fù)雜的腳本，勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)了功能。但他很快就回去接著做運(yùn)維了，不會(huì)開(kāi)發(fā)的運(yùn)維不是好運(yùn)維....

第三回：主管叫來(lái)了一個(gè)python自動(dòng)化開(kāi)發(fā)工程師，哥們是這么干的：只對(duì)基礎(chǔ)平臺(tái)的代碼進(jìn)行重構(gòu)，讓N個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)無(wú)需做任何修改。這哥們很快也被開(kāi)了，連運(yùn)維也沒(méi)得做。def f1():

#加入認(rèn)證程序代碼

print("業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......")

def f2():

# 加入認(rèn)證程序代碼

print("業(yè)務(wù)部門(mén)2數(shù)據(jù)接口......")

def f3():

# 加入認(rèn)證程序代碼

print("業(yè)務(wù)部門(mén)3數(shù)據(jù)接口......")

def f100():

#加入認(rèn)證程序代碼

print("業(yè)務(wù)部門(mén)100數(shù)據(jù)接口......")

#各部門(mén)分別調(diào)用

f1()

f2()

f3()

f100()

第四回：主管又換了個(gè) 工程師，他是這么干的：定義個(gè)認(rèn)證函數(shù)，原來(lái)其他的函數(shù)調(diào)用它，代碼如下框。但是，主管依然不滿(mǎn)意，不過(guò)這一次他解釋了為什么。主管說(shuō)：寫(xiě)代碼要遵循開(kāi)放封閉原則，雖然在這個(gè)原則主要是針對(duì)面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)，但是也適用于函數(shù)式編程，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它規(guī)定已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能代碼內(nèi)部不允許被修改，但外部可以被擴(kuò)展，即：封閉：已實(shí)現(xiàn)的功能代碼塊；開(kāi)放：對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放。如果將開(kāi)放封閉原則應(yīng)用在上述需求中，那么就不允許在函數(shù) f1 、f2、f3......f100的內(nèi)部進(jìn)行代碼修改。遺憾的是，工程師沒(méi)有漂亮的女朋友，所以很快也被開(kāi)除了。def login():

print("認(rèn)證成功！")

def f1():

login()

print("業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......")

def f2():

login()

print("業(yè)務(wù)部門(mén)2數(shù)據(jù)接口......")

def f3():

login()

print("業(yè)務(wù)部門(mén)3數(shù)據(jù)接口......")

def f100():

login()

print("業(yè)務(wù)部門(mén)100數(shù)據(jù)接口......")

#各部門(mén)分別調(diào)用

f1()

f2()

f3()

f100()

第五回：已經(jīng)沒(méi)有時(shí)間讓主管找別人來(lái)干這活了，他決定親自上陣，并且打算在函數(shù)執(zhí)行后再增加個(gè)日志功能。主管是這么想的：不會(huì)裝飾器的主管不是好碼農(nóng)！要不為啥我能當(dāng)主管，你只能被管呢？嘿嘿。他的代碼如下：#/usr/bin/env python

#coding:utf-8

def outer(func):

def inner():

print("認(rèn)證成功！")

result = func()

print("日志添加成功")

return result

return inner

@outer

def f1():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......")

@outer

def f2():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)2數(shù)據(jù)接口......")

@outer

def f3():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)3數(shù)據(jù)接口......")

@outer

def f100():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)100數(shù)據(jù)接口......")

#各部門(mén)分別調(diào)用

f1()

f2()

f3()

f100()

對(duì)于上述代碼，也是僅需對(duì)基礎(chǔ)平臺(tái)的代碼進(jìn)行拓展，就可以實(shí)現(xiàn)在其他部門(mén)調(diào)用函數(shù) f1 f2 f3 f100 之前都進(jìn)行認(rèn)證操作，在操作結(jié)束后保存日志，并且其他業(yè)務(wù)部門(mén)無(wú)需他們自己的代碼做任何修改，調(diào)用方式也不用變。“主管”寫(xiě)完代碼后，覺(jué)得獨(dú)樂(lè)了不如眾樂(lè)樂(lè)，打算顯擺一下，于是寫(xiě)了篇博客將過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。

三、裝飾器的內(nèi)部原理、

下面我們以f1函數(shù)為例進(jìn)行說(shuō)明：def outer(func):

def inner():

print("認(rèn)證成功！")

result = func()

print("日志添加成功")

return result

return inner

@outer

def f1():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......")

運(yùn)用我們?cè)诘谝徊糠纸榻B的知識(shí)來(lái)分析一下上面這段代碼：

程序開(kāi)始運(yùn)行，從上往下編譯，讀到def outer(func):的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)這是個(gè)“一等公民”->函數(shù)，于是把函數(shù)體加載到內(nèi)存里，然后過(guò)。

讀到@outer的時(shí)候，程序被@這個(gè)語(yǔ)法糖吸引住了，知道這是個(gè)裝飾器，按規(guī)矩要立即執(zhí)行的，于是程序開(kāi)始運(yùn)行@后面那個(gè)名字outer所定義的函數(shù)。(相信沒(méi)有人會(huì)愚蠢的將@outer寫(xiě)到別的位置，它只能放在被裝飾的函數(shù)的上方最近處，不要空行。)

程序返回到outer函數(shù)，開(kāi)始執(zhí)行裝飾器的語(yǔ)法規(guī)則，這部分規(guī)則是定死的，是python的“法律”，不要問(wèn)為什么。規(guī)則是：被裝飾的函數(shù)的名字會(huì)被當(dāng)作參數(shù)傳遞給裝飾函數(shù)。裝飾函數(shù)執(zhí)行它自己內(nèi)部的代碼后，會(huì)將它的返回值賦值給被裝飾的函數(shù)。

如下圖所示：

這里面需要注意的是：

@outer和@outer()有區(qū)別，沒(méi)有括號(hào)時(shí)，outer函數(shù)依然會(huì)被執(zhí)行，這和傳統(tǒng)的用括號(hào)才能調(diào)用函數(shù)不同，需要特別注意！那么有括號(hào)呢？那是裝飾器的高級(jí)用法了，以后會(huì)介紹。

是f1這個(gè)函數(shù)名(而不是f1()這樣被調(diào)用后)當(dāng)做參數(shù)傳遞給裝飾函數(shù)outer，也就是：func = f1，@outer等于outer(f1),實(shí)際上傳遞了f1的函數(shù)體，而不是執(zhí)行f1后的返回值。

outer函數(shù)return的是inner這個(gè)函數(shù)名，而不是inner()這樣被調(diào)用后的返回值。

如果你對(duì)第一部分函數(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)有清晰的了解，那么上面的內(nèi)容你應(yīng)該很容易理解。

4. 程序開(kāi)始執(zhí)行outer函數(shù)內(nèi)部的內(nèi)容，一開(kāi)始它又碰到了一個(gè)函數(shù)，很繞是吧？當(dāng)然，你可以在 inner函數(shù)前后安排點(diǎn)別的代碼，但它們不是重點(diǎn)，而且有點(diǎn)小麻煩，下面會(huì)解釋。inner函數(shù)定義塊被程序觀(guān)察到后不會(huì)立刻執(zhí)行，而是讀入內(nèi)存中(這是潛規(guī)則)。

5. 再往下，碰到return inner，返回值是個(gè)函數(shù)名，并且這個(gè)函數(shù)名會(huì)被賦值給f1這個(gè)被裝飾的函數(shù)，也就是f1 = inner。根據(jù)前面的知識(shí)，我們知道，此時(shí)f1函數(shù)被新的函數(shù)inner覆蓋了(實(shí)際上是f1這個(gè)函數(shù)名更改成指向inner這個(gè)函數(shù)名指向的函數(shù)體內(nèi)存地址，f1不再指向它原來(lái)的函數(shù)體的內(nèi)存地址)，再往后調(diào)用f1的時(shí)候?qū)?zhí)行inner函數(shù)內(nèi)的代碼，而不是先前的函數(shù)體。那么先前的函數(shù)體去哪了？還記得我們將f1當(dāng)做參數(shù)傳遞給func這個(gè)形參么？func這個(gè)變量保存了老的函數(shù)在內(nèi)存中的地址，通過(guò)它就可以執(zhí)行 老的函數(shù)體，你能在inner函數(shù)里看到result = func()這句代碼，它就是這么干的！

6.接下來(lái)，還沒(méi)有結(jié)束。當(dāng)業(yè)務(wù)部門(mén)，依然通過(guò)f1()的方式調(diào)用f1函數(shù)時(shí)，執(zhí)行的就不再是老的f1函數(shù)的代碼，而是inner函數(shù)的代碼。在本例中，它首先會(huì)打印個(gè)“認(rèn)證成功”的提示，很顯然你可以換成任意的代碼，這只是個(gè)示例；然后，它會(huì)執(zhí)行func函數(shù)并將返回值賦值個(gè)變量result，這個(gè)func函數(shù)就是老的f1函數(shù)；接著，它又打印了“日志保存”的提示，這也只是個(gè)示例，可以換成任何你想要的；最后返回result這個(gè)變量。我們?cè)跇I(yè)務(wù)部門(mén)的代碼上可以用 r = f1()的方式接受result的值。

7.以上流程走完后，你應(yīng)該看出來(lái)了，在沒(méi)有對(duì)業(yè)務(wù)部門(mén)的代碼和接口調(diào)用方式做任何修改的同時(shí)，也沒(méi)有對(duì)基礎(chǔ)平臺(tái)部原有的代碼做內(nèi)部修改，僅僅是添加了一個(gè)裝飾函數(shù)，就實(shí)現(xiàn)了我們的需求，在函數(shù)調(diào)用前先認(rèn)證，調(diào)用后寫(xiě)入日志。這就是裝飾器的最大作用。

問(wèn)題：那么為什么我們要搞一個(gè)outer函數(shù)一個(gè)inner函數(shù)這么復(fù)雜呢？一層函數(shù)不行嗎？

答：請(qǐng)注意，@outer這句代碼在程序執(zhí)行到這里的時(shí)候就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行outer函數(shù)內(nèi)部的代碼，如果不封裝一下，在業(yè)務(wù)部門(mén)還未進(jìn)行調(diào)用的時(shí)候，就執(zhí)行了些什么，這和初衷有點(diǎn)不符。當(dāng)然，如果你對(duì)這個(gè)有需求也不是不行。請(qǐng)看下面的例子，它只有一層函數(shù)。def outer(func):

print("認(rèn)證成功！")

result = func()

print("日志添加成功")

return result

@outer

def f1():

print("業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......")

# 業(yè)務(wù)部門(mén)并沒(méi)有開(kāi)始執(zhí)行f1函數(shù)

執(zhí)行結(jié)果：

認(rèn)證成功！

業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......

日志添加成功

看到?jīng)]？我只是定義好了函數(shù)，業(yè)務(wù)部門(mén)還沒(méi)有調(diào)用f1函數(shù)呢，程序就把工作全做了。這就是封裝一層函數(shù)的原因。

四、裝飾器的參數(shù)傳遞

細(xì)心的朋友可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，上面的例子中，f1函數(shù)沒(méi)有參數(shù)，在實(shí)際情況中肯定會(huì)需要參數(shù)的，那參數(shù)怎么傳遞的呢？

一個(gè)參數(shù)的情況：def outer(func):

def inner(username):

print("認(rèn)證成功！")

result = func(username)

print("日志添加成功")

return result

return inner

@outer

def f1(name):

print("%s 正在連接業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......"%name)

# 調(diào)用方法

f1("jack")

在inner函數(shù)的定義部分也加上一個(gè)參數(shù)，調(diào)用func函數(shù)的時(shí)候傳遞這個(gè)參數(shù)，很好理解吧？可問(wèn)題又來(lái)了，那么另外一個(gè)部門(mén)調(diào)用的f2有2個(gè)參數(shù)呢？f3有3個(gè)參數(shù)呢？你怎么傳遞？

很簡(jiǎn)單，我們有*args和**kwargs嘛！號(hào)稱(chēng)“萬(wàn)能參數(shù)”！簡(jiǎn)單修改一下上面的代碼：def outer(func):

def inner(*args,**kwargs):

print("認(rèn)證成功！")

result = func(*args,**kwargs)

print("日志添加成功")

return result

return inner

@outer

def f1(name,age):

print("%s 正在連接業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......"%name)

# 調(diào)用方法

f1("jack",18)

五、更進(jìn)一步的思考

一個(gè)函數(shù)可以被多個(gè)函數(shù)裝飾嗎？可以的！看下面的例子！def outer1(func):

def inner(*args,**kwargs):

print("認(rèn)證成功！")

result = func(*args,**kwargs)

print("日志添加成功")

return result

return inner

def outer2(func):

def inner(*args,**kwargs):

print("一條歡迎信息。。。")

result = func(*args,**kwargs)

print("一條歡送信息。。。")

return result

return inner

@outer1

@outer2

def f1(name,age):

print("%s 正在連接業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......"%name)

# 調(diào)用方法

f1("jack",18)

執(zhí)行結(jié)果：

認(rèn)證成功！

一條歡迎信息。。。

jack 正在連接業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......

一條歡送信息。。。

日志添加成功

更進(jìn)一步的，裝飾器自己可以有參數(shù)嗎？可以的！看下面的例子：# 認(rèn)證函數(shù)

def auth(request,kargs):

print("認(rèn)證成功！")

# 日志函數(shù)

def log(request,kargs):

print("日志添加成功")

# 裝飾器函數(shù)。接收兩個(gè)參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)應(yīng)該是某個(gè)函數(shù)的名字。

def Filter(auth_func,log_func):

# 第一層封裝，f1函數(shù)實(shí)際上被傳遞給了main_fuc這個(gè)參數(shù)

def outer(main_func):

# 第二層封裝，auth和log函數(shù)的參數(shù)值被傳遞到了這里

def wrapper(request,kargs):

# 下面代碼的判斷邏輯不重要，重要的是參數(shù)的引用和返回值

before_result = auth(request,kargs)

if(before_result != None):

return before_result;

main_result = main_func(request,kargs)

if(main_result != None):

return main_result;

after_result = log(request,kargs)

if(after_result != None):

return after_result;

return wrapper

return outer

# 注意了，這里的裝飾器函數(shù)有參數(shù)哦，它的意思是先執(zhí)行filter函數(shù)

# 然后將filter函數(shù)的返回值作為裝飾器函數(shù)的名字返回到這里，所以，

# 其實(shí)這里，Filter(auth,log) = outer , @Filter(auth,log) = @outer

@Filter(auth,log)

def f1(name,age):

print("%s 正在連接業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......"%name)

# 調(diào)用方法

f1("jack",18)

運(yùn)行結(jié)果：

認(rèn)證成功！

jack 正在連接業(yè)務(wù)部門(mén)1數(shù)據(jù)接口......

日志添加成功

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總結(jié)

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