Python装饰器
今天我们来聊一聊装饰器，什么是装饰器呢？
举个例子：早上你一丝不挂的起来，想今天要穿什么衣服来装扮一下自己。这里衣服就相当于装饰器，而你赤裸裸的身体就是要被装饰的函数或者是类。
函数装饰器
Python装饰器是非常不错的特性，熟练掌握装饰器会让你的编程思路更加宽广，程序也更加pythonic。下面就让我们一起来探讨一下python的装饰器吧。
装饰器的存在是为了适用两个场景，一个是增强被装饰函数的行为，另一个是代码重用。
先看一个例子，直观的感受一下：
1 import time 2 3 def out_wrapper(func): 4 5 def inner_wrapper(): 6 7 start_time = time.time() 8 9 func() 10 11 stop_time = time.time() 12 13 print('Used time {}'.format(stop_time-start_time)) 14 15 return inner_wrapper 16 17 @out_wrapper 18 19 def test1(): 20 21 time.sleep(1) 22 23 print('I am test1!')
输出：
1 I am test1! 2 Used time 1.0000572204589844
这个装饰器是用来计算函数执行时间的。原本test1函数只是休眠1秒，然后输出字符串，但是在使用装饰器（out_wrapper）后，它的功能多了一项：输出执行时间。 这是一个最简单的装饰器，实现了 “增强被装饰函数的行为”。而我们需要思考的是为什么装饰器是这个样子的？ 那是因为行为良好的装饰器必须要遵守两个原则：
1、不能修改被装饰函数的代码；
2、不能修改被装饰函数的调用方式；
这并不难以理解，因为在生产环境中如果我们要给某个函数添加功能，最好不要修改该函数的源码，因为可能造成意想不到的影响，或者这个代码是一个大神写的，你根本不知从何改起；同时你也不能修改其调用方式，因为你不知道程序中有多少地方调用了此函数。
那么我们从函数和函数名说起吧。
1 def func(name): 2 3 print('I am {}!'.format(name)) 4 5 func('li') 6 7 y = func 8 9 y('liu')
输出：
1 I am li! 2 I am liu!
定义函数func，调用函数func，将函数名func赋值给y，调用y。y=func 表明：函数名可以赋值给变量，并且并不影响调用。
这其实和整数、数字是一样的：
1 a = 1 2 b = a 3 print(a, b)
明白了这一点，下面再说说高阶函数： 高阶函数满足如下两个条件中的任意一个： a. 可以接收函数名作为实参； b. b.返回值中可以包含函数名；
其实python标准库中的map和filter等函数就是高阶函数。
1 l = [1, 2, 4] 2 3 r = map(lambda x: x*3, l) 4 5 for i in r: 6 7 print(i)
自定义一个能返回函数的函数，也是高阶函数
1 def f(l): 2 3 return map(lambda x: x*5, l) 4 5 a = f(l) 6 7 for i in a: 8 9 print(i)
有了这些基础，我们就可以尝试实现一下类似装饰器的功能了。
1 def out(func): 2 3 print('Add a function.') 4 5 return func 6 7 def test1(): 8 9 time.sleep(1) 10 11 print('I am test1!') 12 13 temp = out(test1) 14 15 temp()
输出：
1 Add a function. 2 I am test1!
还是第一个例子中的test1函数，我们定义了一个函数out，out接收一个函数名然后直接返回该函数名。这样，我们实现了不修改原函数test1，并且添加了一个新功能的需求，但是缺陷就是调用方式改变了。如何解决这个问题呢？其实很简单，相信 a = a * 3 这样的表达式我们都见过，那么上述代码中的temp = out(test1) 同样可以修改为 test1 = out(test1)，这样我们就完美的解决了问题：既添加了新功能又没有修改原函数和其调用方式。修改后的代码如下：
1 def out(func): 2 3 print('Add a function.') 4 5 return func 6 7 def test1(): 8 9 time.sleep(1) 10 11 print('I am test1!') 12 13 test1 = out(test1) 14 15 test1()
只是美中不足的事每次需要使用装饰器的时候，都要在写一句类似test1 = out(test1) 的代码。python为了简化这种情况，提供了一个语法糖@，在每个被装饰的函数上方使用这个语法糖就可以省掉这一句代码test1 = out(test1)。如下：
1 def out(func): 2 3 print('Add a function.') 4 5 return func 6 7 @out 8 9 def test1(): 10 11 time.sleep(1) 12 13 print('I am test1!') 14 15 # test1 = out(test1) 16 17 test1()
至此，我们搞清楚了装饰器的工作原理，但是对比开篇的例子，还是有些不一样。这又是为什么呢？ 开篇例子实现的是输出被装饰函数的执行时间，那么必须在函数执行之前记录一下时间，函数执行之后记录一下时间，这样才能计算出函数的执行时间，但是我们现在是直接返回了函数名，这样函数调用后我们就没办法做任何事情了，所以此时我们需要在嵌套一层函数，将实现额外功能的部分写在内层函数中，然后将这个内层函数返回即可。这也是为什么装饰器都是嵌套函数的原因。 另外，开篇的例子并没有返回值，也没有参数，要对既有参数又有返回值的函数进行装饰的话，还需要进一步完善。 能够处理返回值的装饰器：
1 import time 2 3 def out_wrapper(func): 4 5 def inner_wrapper(): 6 7 start_time = time.time() 8 9 result = func() 10 11 stop_time = time.time() 12 13 print('Used time {}'.format(stop_time - start_time)) 14 15 return result 16 17 return inner_wrapper 18 19 @out_wrapper 20 21 def test1(): 22 23 time.sleep(1) 24 25 print('I am {test1}!') 26 27 return 'test1 return' 28 29 x = test1() 30 31 print(x)
输出：
1 I am {test1}! 2 Used time 1.0000572204589844 3 test1 return
能够处理参数的装饰器：
1 def out_wrapper(func): 2 3 def inner_wrapper(*args, **kwargs): 4 5 start_time = time.time() 6 7 result = func(*args, **kwargs) 8 9 stop_time = time.time() 10 11 print('Used time {}'.format(stop_time - start_time)) 12 13 return result 14 15 return inner_wrapper 16 17 @out_wrapper 18 19 def test1(args): 20 21 time.sleep(1) 22 23 print('I am {}!'.format(args)) 24 25 return 'test1 return' 26 27 x = test1('li') 28 29 y = test1('liu') 30 31 print(x, y)
输出：
1 I am li! 2 Used time 1.0000569820404053 3 I am liu! 4 Used time 1.0000572204589844 5 test1 return test1 return
总结：装饰器的本质是函数，其参数是另一个函数（被装饰的函数）。 装饰器通常会额外处理被装饰的函数，然后把它返回，或者将其替换成另一个函数或可调用对象。行为良好的装饰器可以重用，以减少代码量。
