Python 函数装饰器

首次接触到装饰器的概念，太菜啦！

Python 装饰器可以大大节省代码的编写量，提升代码的重复使用率。函数装饰器其本质也是一个函数，我们可以把它理解为函数中定义了一个子函数。

例如我们有这么一个需求，每次执行一个函数后，需要知道这个函数执行了多长时间。一般情况下，我会这样写：

def Accumulate(n):
    """accumulate number which is from 1 to n"""
    s = 0;
    for i in range(1,n+1):
        s = s + i;
    return s;

import time;
start = time.time();
result = Accumulate(1000000);
end = time.time();
print("funtion run time %.5f" % (end - start));

问题来了，如果又来了一个函数呢？重复上面的代码吗？天啦噜，来一百个函数岂不玩完了。这个时候就要用到装饰器了，将于具体函数功能不相关的内容全部写进装饰器中，这样一来，附加功能与函数功能就能完全分离。提升代码的使用率。

def FunctionRunTime(func):
    def warper(*args,**kwargs):
        start = time.time();
        result = func(*args,**kwargs);
        end = time.time();
        print("function run time %.5f" % (end - start));
        return result;
    return warper;

@FunctionRunTime
def Accumulate(n):
    """accumulate number which is from 1 to n"""
    s = 0;
    for i in range(1,n+1):
        s = s + i;
    return s;
result = Accmulate(1000000);

如此一来，打印函数运行时间的部分就实现了重用。如果在来一个函数，只需在函数声明时加上@FunctionRunTime 即可。如果不想这么写还可以有另外一种写法，因为装饰器本质上是一个函数，可以使用函数传参的方式将装饰器加到目标函数上。

Acc = FunctionRunTime(Accumulate);
result = Acc(100000);

这样的话就降低了代码的可读性，最好还是用@符，清爽，不产生语义偏差。

如果函数是一个递归函数呢？因为装饰器是将函数包裹起来的外层函数，也就是说装饰器和函数执行次数一样多。如果函数是递归函数，那么装饰器是不是也同样执行多次呢？带着这个问题，做一下实验。

@FunctionRunTime
def fib(n):
    if n == 0:
        return 0;
    elif n == 1:
        return 1;
    else:
        return fib(n-1) + fib(n-2);

实验结果说明，装饰器也同样执行多次。那么这个问题如何解决呢？还是回归到装饰器的特点上来说。装饰器本质是一个函数，而且是将目标函数包裹起来，它只与目标函数有关。现在的问题是目标函数是递归执行多次，所起装饰器也执行多次。如果将目标函数从递归函数变成非递归函数不就将问题解决了吗？如何实现这个转换又成为了另一个问题。解决方法很巧妙，我们只需要在目标函数外在套一层函数，让具有递归特性的函数成为一个子函数，那么它就不再是装饰器包裹的对象了。

@FunctionRunTime
def fib(n):
    def _fib(n):
        if n == 0:
            return 0;
        elif n == 1:
            return 1;
        else:
            return _fib(n-1) + _fib(n-2);
    return _fib(n);

从函数上来看，此时的fib 函数就是一个普通的函数，不具有递归特性。

装饰器的一些小问题

装饰器既然也是函数，那么就可以传参。通过传递参数可以使装饰器实现更加复杂的功能。

def WithParamsDecorator(printName):
    def FunctionRunTime(func):
        def warper(*args,**kwargs):
            start = time.time();
            result = func(*args,**kwargs);
            end = time.time();
            print("function run time %.5f" % (end - start));
            if(printName):
                print("this is %s function" % func.__name__);
            return result;
        return warper;
    return FunctionRunTime;


@WithParamsDecorator(printName=True)
def Accumulate(n):
    """accumulate number which is from 1 to n"""
    s = 0;
    for i in range(1,n+1):
        s = s + i;
    return s;

被装饰器装饰后的函数已经不再是它自己。使用@符很好的规避了语义上的差异，使程序的可读性保持不变，但要深入理解装饰器还得看其执行过程。回到不带参数的装饰器那个例子。Accumulate 实际上是Accumulate = FunctionRunTime(Accumulate)； 此时的Accumulate 其实是warper 函数。下面看个简单的验证。

所以，真实的情况是Accumulate 是warper 的函数句柄，只不过名称叫Accumulate 让我们在视觉上觉得它还是原来的Accumulate ，极具迷惑性。

在大牛的肩膀上跳跃。

参考文献

https://www.zhihu.com/question/26930016

http://wepon.me/2015/08/03/Python-decorator-recursion/