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Python 之 装饰器及文档字符串 随性笔记

• 1、装饰器
• 2、文档字符串
• 3、装饰器执行过程

• 3.1 请浏览以下代码
• 3.2 结合以下问题进行思考

• 4、装饰器函数的版本迭代改进

• 4.1 第一版，函数属性会被替换
• 4.2 第二版，构造函数还原函数属性
• 4.3 第三版，柯里化新建函数
• 4.4 第四版，改造成装饰器
• 4.5 第五版，使用 functools
• 4.6 第六版，增加函数执行时间判断
• 4.7 第七版，把之前函数进行抽象

1、装饰器

• 装饰器(Decorators)是 Python 的一个重要部分。简单地说：它们是修改其他函数的功能的函数。他们有助于让我们的代码更简短，也更Pythonic（Python范儿）
• 装饰器分为 无参装饰器 和 有参装饰器
• 装饰器是一个函数，函数作为它的形参
• 无参装饰器实际上就是单形参函数
• 有参装饰器实际上就是多形参函数
• 可以使用 @functionname 或@functionname(参数列表) 方式，简化调用
• 装饰器可以是高阶函数，但装饰器是对传入函数的功能的装是（功能增强）

2、文档字符串

• Python 文档字符串 Documentation Strings
• 在函数语句块的第一行，且习惯是多行的文本，所以多使用三引号
• 惯例是首字母大写，第一行写概述，空一行，第三行写详细描述
• 可以使用特殊属性__doc__访问这个文档

def add(x, y):
    """
    This is a function of addition.
    """
    return x + y

print("name = {}\ndoc = {}".format(add.__name__, add.__doc__, add.__defaults__))
print('=' * 55)
print(help(add))

name = add
doc = 
    This is a function of addition.
    
=======================================================
Help on function add in module __main__:

add(x, y)
    This is a function of addition.

None

3、装饰器执行过程

3.1 请浏览以下代码

• 装饰器 代码

import datetime, functools

def logger(fn):
    print('=== logger start ===')
    print('{} fn_id is {}'.format(fn.__name__, id(fn)))
    @functools.wraps(fn)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('=== wrapper start ===')
        print('{} fn_id is {}'.format(fn.__name__, id(fn)))
        start = datetime.datetime.now()
        ret = fn(*args, **kwargs)
        delta = (datetime.datetime.now() - start).total_seconds()
        if delta > 3:
            print('Too slow.')
        print('=== wrapper end ===')
        return ret
    print('=== logger end ===')
    return wrapper

• 其它函数代码，注意在 被装饰函数 没有被调用的时候，即在被装饰 函数定义的时候，装饰器已经执行过了，注意print语句

# add1(args) => logger(add1)(args) => functools.wraps(add1)(wrapper)(args)
@logger 
def add1(x, y):
    time.sleep(2)
    return x + y

print('=' * 25)

@logger  # add2 => logger(add2)
def add2(x, y, z):
    time.sleep(4)
    return x + y + z

print('=' * 25)

print(add1.__name__, add2.__name__)

# 上述代码执行结果
=== logger start ===
add1 fn_id is 121600328
=== logger end ===
=========================
=== logger start ===
add2 fn_id is 121601048
=== logger end ===
=========================
add1 add2

• 执行 被装饰函数

print('add1 >>>', add1(1, 2))
print('add2 >>>', add2(1, 2, 3))

# 上述代码执行结果
=== wrapper start ===
add1 fn_id is 121600328
=== wrapper end ===
add1 3
=== wrapper start ===
add2 fn_id is 121601048
Too slow.
=== wrapper end ===
add2 6

3.2 结合以下问题进行思考

• logger 什么时候执行

定义 被装饰函数 的时候执行

• logger 执行过几次

装饰几个函数，执行几次

• wraps 装饰器什么时候执行

执行 被装饰函数 的时候

• wraps 装饰器执行过几次

每执行一个 被装饰函数，执行一次

• wrapper 的 __name__ 等属性被覆盖过几次

没有覆盖，每次调用都不是同一个函数对象

4、装饰器函数的版本迭代改进

4.1 第一版，函数属性会被替换

import datetime
import time

def logger(fn):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        """I am wrapper."""
        start = datetime.datetime.now()
        ret = fn(*args, **kwargs)
        duration = datetime.datetime.now() - start
        print('function {} took {}s.'.format(fn.__name__, duration.total_seconds()))
        return ret
    return wrapper

@logger   # 相当于 add = logger(add)
def add(x,y):
    """I am add."""
    time.sleep(2)
    return x + y

print(add(5, y = 8))
print(add.__name__, add.__doc__)

function add took 2.0s.
13
wrapper I am wrapper.

4.2 第二版，构造函数还原函数属性

import datetime
import time

def copy_properties(src, dst):
    dst.__name__ = src.__name__
    dst.__doc__ = src.__doc__

def logger(fn):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        """I am wrapper."""
        start = datetime.datetime.now()
        ret = fn(*args, **kwargs)
        duration = datetime.datetime.now() - start
        print('function {} took {}s.'.format(fn.__name__, duration.total_seconds()))
        copy_properties(fn, wrapper)
        return ret
    return wrapper

@logger   # 相当于 add = logger(add)
def add(x,y):
    """I am add."""
    time.sleep(2)
    return x + y
              
print(add(5, y = 8))
print(add.__name__, '|||', add.__doc__)

function add took 2.0s.
13
add ||| I am add.

4.3 第三版，柯里化新建函数

import datetime
import time

# 柯里化
def copy_properties(src):
    def _copy_properties(dst):
        dst.__name__ = src.__name__
        dst.__doc__ = src.__doc__
        return dst
    return _copy_properties

def logger(fn):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        """I am wrapper."""
        start = datetime.datetime.now()
        ret = fn(*args, **kwargs)
        duration = datetime.datetime.now() - start
        print('function {} took {}s.'.format(fn.__name__, duration.total_seconds()))
        # copy_properties(fn)(wrapper) => _copy_properties(wrapper)
        copy_properties(fn)(wrapper)
        return ret
    return wrapper

@logger   # 相当于 add = logger(add)
def add(x,y):
    """I am add."""
    time.sleep(2)
    return x + y
              
print(add(5, y = 8))
print(add.__name__, '|||', add.__doc__)

function add took 2.0s.
13
add ||| I am add.

4.4 第四版，改造成装饰器

import datetime
import time

def copy_properties(src):
    def _copy_properties(dst):
        dst.__name__ = src.__name__
        dst.__doc__ = src.__doc__
        return dst
    return _copy_properties

def logger(fn):
    @copy_properties(fn) 
    # 带参装饰器
    # wrapper => copy_properties(fn)(wrapper) => _copy_properties(wrapper)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        """I am wrapper."""
        start = datetime.datetime.now()
        ret = fn(*args, **kwargs)
        duration = datetime.datetime.now() - start
        print('function {} took {}s.'.format(fn.__name__, duration.total_seconds()))
        # copy_properties(fn)( wrapper)
        return ret
    return wrapper

@logger   
# 相当于 add = logger(add) => add = wrapper
# 无参装饰器，本质上等效为 单参数 的函数
def add(x,y):  # lambda x, y:x + y
    """I am add."""
    print('===== call add =====')
    time.sleep(2)
    return x + y
              
print(add(5, y = 8))
print(add.__name__, '|||', add.__doc__)

===== call add =====
function add took 2.0s.
13
add ||| I am add.

4.5 第五版，使用 functools

from functools import update_wrapper, wraps
import datetime
import time

def logger(fn):
    @wraps(fn)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        """I am wrapper."""
        start = datetime.datetime.now()
        ret = fn(*args, **kwargs)
        duration = datetime.datetime.now() - start
        print('function {} took {}s.'.format(fn.__name__, duration.total_seconds()))
        return ret
    return wrapper

@logger   
def add(x,y):
    """I am add."""
    time.sleep(2)
    return x + y
              
print(add(5, y = 8))
print(add.__name__, '|||', add.__doc__)

function add took 2.0s.
13
add ||| I am add.

4.6 第六版，增加函数执行时间判断

from functools import update_wrapper, wraps
import datetime
import time


def logger(duration=5):
    def _logger(fn):
        @wraps(fn)  
        def wrapper(*args, **kwargs):
            """I am wrapper."""
            start = datetime.datetime.now()
            ret = fn(*args, **kwargs)
            delta = (datetime.datetime.now() - start).total_seconds()
            if delta > duration:
                print('function {} took {:.2f}s.'.format(fn.__name__, delta))
            else:
                print('function {} run so fast.'.format(fn.__name__))
            return ret
        return wrapper
    return _logger

@logger(3) 
def add(x,y):
    """I am add."""
    time.sleep(2)
    return x + y
              
print(add(5, y = 8))
print(add.__name__, '|||', add.__doc__)

function add run so fast.
13
add ||| I am add.

4.7 第七版，把之前函数进行抽象

from functools import update_wrapper, wraps
import datetime
import time

def x(delta, func, duration):
    if delta > duration:
        print('function {} took {:.2f}s. It run too slow.'.format(func.__name__, delta))
    
def logger(duration=2, func=x):
    def _logger(fn):
        @wraps(fn)  # wrapper = update_wrapper(fn)(wrapper)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            start = datetime.datetime.now()
            ret = fn(*args, **kwargs)
            delta = (datetime.datetime.now() - start).total_seconds()
            func(delta, fn, duration)
            return ret
        return wrapper
    return _logger

@logger()   
def add(x,y):  
    time.sleep(3)
    return x + y
              
print(add(5, y = 8))
print(add.__name__, '|||', add.__doc__)

function add took 3.00s. It run too slow.
13
add ||| None