裝飾器：Decorators
Python裝飾器接收一個函式物件，新增一些功能，並返回該函式物件。在本文中，你將瞭解如何建立裝飾器(decorator)以及為什麼要使用它。
Python 有一個有趣的特性叫做裝飾器，可以在不改動現有程式碼的情況下新增新功能。這也稱為超程式設計（metaprogramming），因為程式的一部分試圖在編譯時修改程式的另一部分。
先決條件
為了理解裝飾器，我們必須首先了解 Python 中的一些基本知識。
我們必須接受這樣一個事實，即 Python 中的所有內容(即使是類) 都是物件，一切皆物件。我們定義的名稱只是繫結到這些物件的識別符號。函式也不例外，它們也是物件(帶有屬性)。
- 可以將各種不同的名稱繫結到同一個函式物件
舉個例子：
# 定義一個普通函式
def first(msg):
print(msg)
first("乾飯人") # 呼叫first函式
second = first # 將first函式賦值給second變數
second("乾飯人") # 呼叫second函式
輸出：
乾飯人
乾飯人
當您執行程式碼時，第一個和第二個函式都給出相同的輸出。這裡，第一個和第二個名稱指的是同一個函式物件。
- 函式可以作為引數傳遞給另一個函式
現在事情開始變得有點意思了。
如果你在 Python 中使用過 map()、 filter() 和 reduce() 等函式，那麼你肯定已經是老司機了。將其他函式作為引數的函式也稱為高階函式（higher order functions）。
舉個例子：
def add(x):
return x + 1
def lose(x):
return x - 1
def operate(func, x):
result = func(x)
return result
我們按照以下方式呼叫該函式。
operate(add,3) # 輸出：4
operate(lose,3) # 輸出：2
- 一個函式可以返回另一個函式。
既然函式是物件，那麼你都可以作為其他函式的入參了，把你作為高階函式的返回值應該不過分吧。
舉個例子：
def is_called():
def is_returned():
print("乾飯人")
return is_returned
new = is_called()
new()
這裡，is_returned()是一個巢狀函式，每次呼叫 is _called()時定義並返回該函式。
輸出：
乾飯人
- 閉包
最後，我們必須瞭解 Python 中的閉包（Closure），這裡不贅述了，敬請移步至小主相關博文。
裝飾器
函式和方法被稱為可呼叫物件（callable），因為它們可以被呼叫。
實際上，任何實現魔法方法 __call__()的物件都稱為可呼叫的（callable）。因此，我們可以得出一個結論：裝飾器是一個可呼叫物件，它用來返回一個可呼叫物件。
A decorator is a callable that returns a callable.
通常，裝飾器會接受一個函式，新增一些功能，最後返回該函式。
舉個例子:
# 宣告第一個函式make_pretty
def make_pretty(func):
def inner():
print("我是make_pretty，我來搞點事情")
func()
return inner
# 宣告第二個函式ordinary
def ordinary():
print("我是ordinary，我的內心毫無波瀾")
如果我們執行程式碼：
ordinary()
輸出：
我是ordinary，我的內心毫無波瀾
如果我們執行程式碼：
pretty = make_pretty(ordinary)
pretty()
則會輸出：
我是make_pretty，我來搞點事情
我是ordinary，我的內心毫無波瀾
在上面的例子中，pretty = make_pretty(ordinary) 表明 make_pretty()是一個裝飾器，ordinary函式被裝飾，返回的函式指定名稱為pretty。
我們可以看到 decorator 函式向原始函式新增了一些新功能。這類似於包裝禮物。Decorator 充當包裝器。被裝飾的物件的性質(裡面的實際禮物)不會改變。但是現在，它看起來很漂亮(因為它被裝飾過)。
通常，我們將函式裝飾為：ordinary = make_pretty(ordinary)。
這是一個常見的構造，出於這個原因，Python 使用了一種語法來簡化它。
我們可以將 @ 符號與裝飾器函式的名稱一起使用，並將其置於要裝飾的函式的定義之上。這只是實現裝飾器的一個語法糖。
舉個例子：
@make_pretty
def ordinary():
print("I am ordinary")
效果相當於：
def ordinary():
print("I am ordinary")
ordinary = make_pretty(ordinary)
裝飾器引數
前面演示的裝飾器很簡單，它只處理沒有任何引數的函式。
如果我們有這樣的函式:
def divide(a, b):
return a/b
divide(2,5) # 輸出：0.4
divide(2,0) # 報錯 “ZeroDivisionError: division by zero”
這個函式有兩個引數 a 和 b。我們知道如果我們把分母 b 傳入0，將會導致ZeroDivisionError錯誤。
現在讓我們建立一個裝飾器來檢查這個會導致錯誤的情況。
優化後：
def smart_divide(func):
def inner(a, b):
print(f"將要計算 {a} 除以 {b}")
if b == 0:
print("分母不能為0！")
return
return func(a, b)
return inner
@smart_divide
def divide(a, b):
print(a/b)
解釋：如果出現錯誤條件，這個新實現將返回 None。
如果執行：
print(divide(2,5))
輸出：
將要計算 2 除以 5
0.4
如果執行：
print(divide(2,0))
輸出：
將要計算 2 除以 0
分母不能為0！
None
通過這種方式，我們可以裝飾帶有引數的函式。
細心的朋友會注意到，裝飾器 smart_divide 中巢狀的 inner() 函式的引數與它所裝飾的函式的引數是相同的。
考慮到這一點，現在我們可以使通用裝飾符與任意數量的引數一起工作。
在 Python 中，可以寫成這樣：function(*args, **kwargs)。其中，args 表示位置引數組成的元組，而 kwargs 表示關鍵字引數組成的字典。其中*號和**號表示引數個數不限。
舉個例子：
def works_for_all(func):
def inner(*args, **kwargs):
print("I can decorate any function")
return func(*args, **kwargs)
return inner
裝飾器巢狀
在python中，裝飾器可以巢狀使用，有點像套娃。也就是說，一個函式可以使用不同(或相同)的裝飾器進行多次裝飾。我們只需簡單地將裝飾器置於期望的函式之上即可實現。
舉個例子：
def star(func):
def inner(*args, **kwargs):
print("*" * 30)
func(*args, **kwargs)
print("*" * 30)
return inner
def percent(func):
def inner(*args, **kwargs):
print("%" * 30)
func(*args, **kwargs)
print("%" * 30)
return inner
@star
@percent
def show(msg):
print(msg)
show("我是宇宙中心")
上面的雙迭代器的效果相當於：
def printer(msg):
print(msg)
printer = star(percent(printer))
輸出：
******************************
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
我是宇宙中心
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
******************************
需要注意的是，我們裝飾鏈的順序很重要。
如果我們顛倒了順序：
@percent
@star
def printer(msg):
print(msg)
輸出結果將是：
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
******************************
我是宇宙中心
******************************
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
好的，以上就是關於Python裝飾器的全部內容了。喜歡本文的小夥伴記得三連哦~
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