理解Python中的装饰器
装饰器是Python中的一个重要概念，多用于在不修改原函数的基础上，为函数增加额外的功能。
基础装饰器
例如小李给女朋友买了一款iPhone12作为生日礼物，手机原封未拆封。
def gift():
print('iPhone12')
gift() # 运行显示礼物信息
但还是觉得礼物太单薄，于是又买了一盒德芙巧克力，一支dior的口红，并找了个精美的礼品盒包装了一下，盒子里放满了泡沫球。
def gift():
print('iPhone12')
def box(something):
print('='*5 + '礼物盒' + '='*5)
print('一盒泡沫球')
print('好多巧克力')
print('一支dior口红')
return something
gift = box(gift) # 将礼物包装后作为礼物
gift() # 显示礼物信息
运行后显示如下：
=====礼物盒=====
一盒泡沫球
好多巧克力
一支dior口红
iPhone12
这个box便是一个装饰器，它的参数是一个函数对象，同数字、字符串、列表、字典等数据类型一样，函数和类也可以作为函数的参数使用，毕竟在Python里人人平等，一切皆对象。
box在使用时依然返回了原来的gift，只是在拿到这个gift之前增加了两个额外的惊喜，然后我们把box作为gift使用即可。
装饰器本质上就是以函数作为参数，对函数做一些处理，并替换原函数的一种高阶函数。
上例中，使用装饰器表示为如下。
def box(something): # 以函数为参数的装饰器
print('='*5 + '礼物盒' + '='*5)
print('一盒泡沫球')
print('好多巧克力')
print('一支dior口红')
return something
@box # 挂载装饰器，会自动替换原函数
def gift():
print('iPhone12')
gift() # 这里面得到的gift实际上是装饰后的gift即`box(gift)`
运行后显示和上例相同。
处理函数参数
小李突然想到，买哪个颜色应该征询下女友的意见，也就是原来的gift应支持一个可供选择的颜色参数。
def gift(color):
print(f'iPhone12{color}版')
作为一个细心的boyfriend，小李需要根据对应的手机颜色选择同样颜色的泡沫球，也就是需要能获取到，被装饰的gift函数的参数。
这时候我们需要在盒子内部(box装饰器)，重新准备一个新的礼物，根据颜色参数做不同的处理，然后根据颜色拿到指定的iPhone12礼物。
由于原来的装饰器box返回原gift函数，我们不能修改原函数的内容，因此无法对函数的参数做出相应调整。
这时候我们可以使用“狸猫换太子”，使用一个相似的函数new_gift替换原有函数，原则如下：
- 替换的函数对象
new_gift要与原函数gift使用方式一致（参数一致） - 替换的函数对象
new_gift要拥有原函数gift的功能（可以在new_gift中直接调用原函数gift实现） - 装饰器由返回gift对象改为返回new_gift对象
大概方式如下：
def new_gift(color): # 参数和原gift参数一致
print(f'一盒{color}泡沫球') # 根据颜色准备泡沫球
print('好多巧克力')
print('一支dior口红')
return gift(color) # 调用原函数包含原函数功能 # Fixme gift在下面定义，在全局作用域下拿不到gift
def box(something):
print('='*5 + '礼物盒' + '='*5)
return new_gift # 替换为新函数，因为原函数不能修改，新函数可以自定义并包含原函数功能
@box
def gift(color):
print(f'iPhone12{color}版')
gift('红色')
由于new_gift需要使用gift，所以gift必须定义在上面，并且不能使用@box进行装饰（因为box还没定义，box需要使用new_gift所以只能在下面定义，并且装饰@box后gift就变成了new_gift)。
注：
gift依赖box是指使用@box装饰gift必须先有box的定义
如何解决这个问题呢？
问题的核心是new_gift如何拿到原函数gift。我们注意到box其实不依赖gift，但是可以通过func参数拿到实际的gift对象（@box即box(gift), gift是调研box的实际参数）。
现在的条件可以梳理为：
- 装饰gift需要先定义box
- box可以拿到gift，new_gift需要gift，box需要new_gift
由于gift定义前全局(模块)作用域，无法拿到原函数gift, 而box中在调研传递实参后可以拿到gift，因此我们可以将new_gift直接定义在box函数内部。
这样既解决了new_gift需要gift的问题，也解决了box返回时需要new_gift的问题。
这种将一个函数定义到另一个函数内部，以突破作用域限制的用法就叫做闭包。
实现代码如下：
def box(something):
print('='*5 + '礼物盒' + '='*5)
def new_gift(color): # new_gift由于在box内部，可以拿到box中的参数
print(f'一盒{color}泡沫球')
print('好多巧克力')
print('一支dior口红')
return something(color) # func实际就是gift函数
return new_gift # 返回新礼物，新礼物调用时，增加一些惊喜，并返回原有礼物gift(color)的结果。
@box
def gift(color):
print(f'iPhone12{color}版')
gift('红色') # 实际上这里的gift是被box装饰后狸猫换太子的new_gift函数，而new_gift('红色')，返回原gift('红色')的结果。
在box内部为了根据参数做对应处理，我们新建了一个函数，函数内部也可以定义内部函数，内部函数new_gift可以获取并使用外部box函数的参数，如gift。
为了能获取到原有函数gift的参数，我们需要建立一个傀儡函数new_gift，这个函数和原函数gift的参数一致、返回结果一致，即new_gift('红色')返回的就是gift('红色')。
然后狸猫换太子，不再返回原来的gift函数对象，而是返回替换的new_gift函数对象。
运行后显示
=====礼物盒=====
一盒红色泡沫球
好多巧克力
一支dior口红
iPhone12红色版
注意：在装饰器box里，要返回一个函数对象，如上例中的
return gift或本例中的return new_gift。而在傀儡函数new_gift中，为了和原函数gift结果一致，要返回原函数的调用结果即gift(color)。
从普遍意义上讲，作为商家，为了装饰器box可以包装任何形式的礼物，无论礼物有什么参数都可以满足，这就要求我们的傀儡函数new_gift支持任意类型的参数即def new_gift(*args, **kwargs)。
然后把无论什么参数*args, **kwargs交由原函数gift(*args, **kwargs)处理即可。
修改后，我们便得到一个通用的装饰器，可以包装任何礼物。
def box(something):
print('='*5 + '礼物盒' + '='*5)
def new_gift(*args, **kwargs): # 接受任意数量的参数
if args and len(args) > 0: # 由于参数不确定了，我们假设万一有参数，第一个参数是color参数
color = args[0]
print(f'一盒{color}泡沫球')
else:
print(f'一盒泡沫球')
print('好多巧克力')
print('一支dior口红')
result = something(*args, **kwargs) # 如果我们需要对原函数的结果做出处理，可以先获取到结果
# print(f'原函数结果{result}') 由于原函数gift没有return，这是其实是None
return result # 返回原函数结果
return new_gift
@box
def gift(color, pro=False): # 新的礼物函数，两个参数，默认买12，万一女友要Pro，也可以
if pro is True:
print(f'iPhone12 Pro{color}版')
else:
print(f'iPhone12{color}版')
gift('海蓝色', pro=True)
这样，无论被装饰的函数有几个参数，box装饰器都可以正常处理。
运行后显示如下。
=====礼物盒=====
一盒海蓝色泡沫球
好多巧克力
一支dior口红
iPhone12 Pro海蓝色版
带参装饰器
信心满满的小李觉得，在盒子上还可以做些文章，要根据女友的喜好选择不同形状的箱子，因此我们需要根据参数来定制我们的装饰器box，在盒子外面再加一层定制函数。
def custom_box(shape): # 根据参数定制装饰器
def box(something): # 装饰器函数
print('='*5 + f'{shape}礼物盒' + '='*5) # 根据形状定制
# ...
return box # 返回装饰器函数
此时我们得到一个可以根据参数进行定制的装饰器函数custom_box，这个装饰器接收到参数后，传递给真实装饰器box，并返回定制后box装饰器函数。
完整代码如下。
def custom_box(shape): # 根据参数定制装饰器 =====================
def box(something): # 实际的装饰器函数 ---------------------------
print('='*5 + f'{shape}礼物盒' + '='*5)
def new_gift(*args, **kwargs): # 傀儡函数 ..............
if args and len(args) > 0:
color = args[0]
print(f'一盒{color}泡沫球')
else:
print(f'一盒泡沫球')
print('好多巧克力')
print('一支dior口红')
result = something(*args, **kwargs)
return result # 返回原函数结果 ......................
return new_gift # 返回傀儡函数 ---------------------------
return box # 返回定制的装饰器 ===============================
@custom_box('心形') # 使用可定制的装饰器
def gift(color, pro=False):
if pro is True:
print(f'iPhone12 Pro{color}版')
else:
print(f'iPhone12{color}版')
gift('海蓝色', pro=True)
注意：装饰器在导入模块时立即计算的，即没调用
gift('海蓝色', pro=True)之前就已经执行生成定制后的box。
运行后，结果如下。
=====心形礼物盒=====
一盒海蓝色泡沫球
好多巧克力
一支dior口红
iPhone12 Pro海蓝色版
