[TimLinux] Python 装饰器

1. 装饰器

1. 一种语法格式，用于替换另外一个编码风格，一种语法糖，通过语法结构明确标识出这样一种语法。
2. 自动在被装饰对象尾部执行代码（不使用装饰器语法时，需要明确写明的代码）
3. 被装饰对象可以为函数、类，被装饰对象为函数（则定义装饰器为函数装饰器），被装饰对象为类（则定义装饰器为类装饰器）
4. 装饰器自身可以是函数、类。

2. 函数装饰器

函数装饰器自动添加的代码：

+----------------------------+----------------------------+
| @decorator                 | def func():                |
| def func():                |     ....                   |
|     ....                   | func = decorator(func)     |
+----------------------------+----------------------------+
| func()                     | decorator(func)()          |
+----------------------------+----------------------------+

2.1. 装饰器实现

2.1.1. 函数方式实现

def decorator(F):
    def tmp_F(*args_for_F):
        这个函数内可以添加任你想执行的代码。
        F(*args_for_F)
    return tmp_F  # 这个返回的是函数地址

2.1.2. 类方式实现

class decorator:
    def __init__(self, F):
        self.__func = F
    def __call__(self, *args_for_F):
        self.__func(*args_for_F)
* 注意：这个方式，被装饰对象如果是类中的函数，则不能正常工作，self的含义发生了变化。

3. 类装饰器

类装饰器自动添加的代码：

+----------------------------+----------------------------+
| @decorator                 | class C:                   |
| class C:                   |     ....                   |
|     ....                   | C = decorator(C)           |
+----------------------------+----------------------------+
| C()                        | decorator(C)()             |
+----------------------------+----------------------------+

3.1. 装饰器实现

3.1.1. 函数方式实现

def decorator(cls):
    class tmp_C:
        def __init__(self, *args):
              # cls(*args) --> 走的是被装饰类的创建对象流程，然后把返回的对象
              # 存放在装饰器类实例对象的一个静态属性中。
            self.__instance = cls(*args)
        
        # 最终访问的是装饰器类返回的实例，这个实例的属性与被装饰类实例的属性是
        # 一样的。实现方法就是：属性的传递。
        def __getattr__(self, name):
            return getattr(self.__instance, name)
    return tmp_C
@decorator
class Person
    def __init__(self, name, sex):
        self.name = name
        self.sex = sex
                            # 末尾自动加上代码：Person = decorator(Person)
x = Person('Tim', 'Male')   # x = Person('Tim', 'Male') ---> Person已经
                            #   相当于tmp_C了，调用的是tmp_C.__init__
print(x.name)               # 调用的是 getattr(Person对象, name), 返回的是：'Tim'

 3.1.2. 类方式实现

各种实现都存在缺点，推荐使用函数方式。类方式主要特点是考虑，__init__ 会被decorator()调用，对象调用，obj()，会调用decorator.__call__方法。

4. 装饰器嵌套

+-------------------------+-------------------------+
| @A                      |                         |
| @B                      |                         |
| @C                      | fc = C(my_func)         |
| def my_func(..):        | fb = B(fc)              |
|    ...                  | fa = A(fb)              |
+-------------------------+-------------------------+
| @A                      |                         |
| @B                      |                         |
| @C                      | cc = C(MyClass)         |
| class MyClass:          | bc = B(cc)              |
|    ...                  | ac = A(bc)              |
+-------------------------+-------------------------+

5. 装饰器参数

+----------------------------+----------------------------+
| @decorator(A,B)            | def func():                |
| def func():                |     ....                   |
|     ....                   | f1 = decorator(A,B)        |
|                            | func = f1(func)            |
+----------------------------+----------------------------+
| func()                     | decorator(A,B)(func)()     |
+----------------------------+----------------------------+
def decorator(A,B):
    def f1(func):
        def f2(*args_for_func):
            ...
        return f2
    return f1

6. 总结

装饰器的核心：通过语法结构，隐藏在被装饰函数之后，需要插入一段固定代码的方法。

1.  不带参数的装饰器：被装饰对象同名对象 = 装饰器(被装饰对象)，运行时顺序：执行装饰器内函数 -> 被装饰函数
2. 带参数的装饰器：
   • 被装饰对象同名对象 = ( 装饰器(装饰器参数) )(被装饰对象)
   • == 等价于 ==
   • 临时对象 = 装饰器(装饰器参数)  # 会执行装饰器函数，返回中间函数
   • 被装饰对象同名对象 = 临时对象( 被装饰对象 )  # 会执行装饰器内部的函数，并返回最底层一级封装函数
3. 嵌套装饰器:
   • 被装饰对象同名对象 = ( 最外层装饰器( 中间装饰器... ( 最内层装饰器 ( 被装饰对象 ) ) )
   • == 等价于 ==
   • 最内层装饰后临时对象 = 最内层装饰器 ( 被装饰对象 )  # 会执行装饰器函数，并返回封装函数
   • 中间装饰后临时对象 = 中间装饰器 ( 最内层装饰后临时对象 )  # 会执行装饰器函数，并返回封装函数
   • 被装饰对象同名对象 = 最外层装饰器 ( 中间装饰后临时对象 )  # 会执行装饰器函数，并返回封装函数
   • 运行时顺序：最外侧 -> 中间层 -> 最内层 -> 被装饰函数