引言
本文主要梳理了Python decorator的實現思路，解釋了為什麼Python decorator是現在這個樣子。
關於代理模式、裝飾模式
設計模式中經常提到的代理模式、裝飾模式，這兩種叫法實際上是說的同一件事，只是側重點有所不同而已。
這兩者都是通過在原有物件的基礎上封裝一層物件，通過呼叫封裝後的物件而不是原來的物件來實現代理/裝飾的目的。
例如：（以Java為例）
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public class CountProxy implements Count { private CountImpl countImpl; public CountProxy(CountImpl countImpl) { this.countImpl = countImpl; } @Override public void queryCount() { System.out.println("事務處理之前"); // 呼叫委託類的方法; countImpl.queryCount(); System.out.println("事務處理之後"); } @Override public void updateCount() { System.out.println("事務處理之前"); // 呼叫委託類的方法; countImpl.updateCount(); System.out.println("事務處理之後"); } } |
在這個例子中CountProxy是對CountImpl的封裝。
使用者通過CountProxy.queryCount方法來呼叫CountImpl.queryCount方法，這被稱為代理，即CountProxy是代理類，CountImpl是被代理類。
在CountProxy.queryCount方法中，可以在CountImpl.queryCount方法呼叫之前和之後新增一些額外的操作，被稱為裝飾，即CountProxy是裝飾類，CountImpl是被裝飾類。
如果強調通過CountProxy 對CountImpl進行代理的作用，則稱為代理模式；
如果強調通過CountProxy 對CountImpl增加額外的操作，則稱為裝飾模式；
不論是哪種稱呼，其本質都在於對原有物件的封裝。
其封裝的目的在於增強所封裝物件的功能或管理所封裝的物件。
從上面的例子也可以發現，代理/封裝所圍繞的核心是可呼叫物件（比如函式）。
Python中的代理/裝飾
Python中的可呼叫物件包括函式、方法、實現了__call__方法的類。
Python中的函式也是物件，可以作為高階函式的引數傳入或返回值返回。
因此，當代理/裝飾的物件是函式時，可以使用高階函式來對某個函式進行封裝。
例如：
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def query_count_proxy(fun, name, age): print('do something before') rv = fun(name, age) print('do something after') return rv def query_count(name, age): print('name is %s, age is %d' % (name, age)) query_count_proxy(query_count, 'Lee', 20) |
但是，這個例子中，query_count函式作為引數傳入query_count_proxy函式中，並在query_count_proxy函式中被呼叫，其結果作為返回值返回。這就完成了代理的功能，同時，在呼叫query_count函式的前後，我們還增加了裝飾程式碼。
但是，query_count_proxy的函式引數與query_count不一樣了，理想的代理應該保持介面一致才對。
為了保持一致，我們可以利用高階函式可以返回函式的特點來完成：
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def query_count_proxy(fun): def wrapper(name, age): print('do something before') rv = fun(name, age) print('do something after') return rv return wrapper def query_count(name, age): print('name is %s, age is %d' % (name, age)) query_count_proxy(query_count)('Lee', 20) |
修改後的例子，query_count_proxy僅負責接受被代理的函式query_count作為引數，同時，返回一個函式物件wrapper作為返回值，真正的封裝動作在wrapper這個函式中完成。
此時，如果呼叫query_count_proxy(query_count)就得到了wrapper函式物件，則，執行query_count_proxy(query_count)('Lee', 20)就相當於執行了wrapper('Lee', 20)。
但是可以看到，query_count_proxy(query_count)('Lee', 20)這種使用方法，仍然不能保證一致。
為了保持一致，我們需要利用Python中物件與其名稱可以動態繫結的特點。
不使用query_count_proxy(quer_count)('Lee', 20)來呼叫代理函式，而是使用下面兩句：
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query_count = query_count_proxy(query_count) query_count('Lee', 20) |
執行query_count_proxy(query_count)生成wrapper函式物件，將這個物件通過query_count = query_count_proxy(query_count)繫結到query_count這個名字上來，這樣執行query_count('Lee', 20)時，其實執行的是wrapper('Lee', 20)。
這麼做的結果就是：使用代理時呼叫query_count('Lee', 20)與不使用代理時呼叫query_count('Lee', 20)對使用者而言保持不變，不用改變程式碼，但是在真正執行時，使用的是代理/裝飾後的函式。
這裡，基本利用Python的高階函式及名稱繫結完成了代理/裝飾的功能。
還有什麼不理想的地方呢？
對，就是query_count = query_count_proxy(query_count)，因為這句既不簡潔，又屬於重複工作。
Python為我們提供了語法糖來完成這類的tedious work。
方法就是：
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@query_count_proxy def query_count(name, age): return 'name is %s, age is %d' % (name, age) |
query_count = query_count_proxy(query_count)就等同於在定義query_count函式的時候，在其前面加上@query_count_proxy。
Python看到這樣的語法，就會自動的執行query_count = query_count_proxy(query_count)進行name rebinding
補充
以上就是Python實現可呼叫物件裝飾的核心。
可呼叫物件包括函式、方法、實現了__call__方法的類，上述內容只是針對函式來解釋，對於方法、實現了__call__方法的類，其基本原理相同，具體實現略有差別。
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