【Python学习日记】【设计模式】装饰器（装饰模式）

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由于函数也是一个对象，而且函数对象可以被赋值给变量，所以，通过变量也能调用该函数。

>>> def now():
...     print('2015-3-25')
...
>>> f = now
>>> f()
2015-3-25

函数对象有一个

__name__

属性，可以拿到函数的名字：

>>> now.__name__
'now'
>>> f.__name__
'now'

现在，假设我们要增强

now()

函数的功能，比如，在函数调用前后自动打印日志，但又不希望修改

now()

函数的定义，这种在代码运行期间动态增加功能的方式，称之为“装饰器”（Decorator）。

本质上，decorator就是一个返回函数的高阶函数。所以，我们要定义一个能打印日志的decorator，可以定义如下：

def log(func):
def wrapper(*args, **kw):
print('call %s():' % func.__name__)
return func(*args, **kw)
return wrapper

观察上面的

log

，因为它是一个decorator，所以接受一个函数作为参数，并返回一个函数。我们要借助Python的@语法，把decorator置于函数的定义处：

@log
def now():
print('2015-3-25')

把

@log

放到

now()

函数的定义处，相当于执行了语句：

now = log(now)

由于

log()

是一个decorator，返回一个函数，所以，原来的

now()

函数仍然存在，只是现在同名的

now

变量指向了新的函数，于是调用

now()

将执行新函数，即在

log()

函数中返回的

wrapper()

函数。

wrapper()

函数的参数定义是

(*args, **kw)

，因此，

wrapper()

函数可以接受任意参数的调用。在

wrapper()

函数内，首先打印日志，再紧接着调用原始函数。

如果decorator本身需要传入参数，那就需要编写一个返回decorator的高阶函数，写出来会更复杂。比如，要自定义log的文本：

def log(text):
def decorator(func):
def wrapper(*args, **kw):
print('%s %s():' % (text, func.__name__))
return func(*args, **kw)
return wrapper
return decorator

这个3层嵌套的decorator用法如下：

@log('execute')
def now():
print('2015-3-25')

执行结果如下：

>>> now()
execute now():
2015-3-25

和两层嵌套的decorator相比，3层嵌套的效果是这样的：

>>> now = log('execute')(now)

我们来剖析上面的语句，首先执行

log('execute')

，返回的是

decorator

函数，再调用返回的函数，参数是

now

函数，返回值最终是

wrapper

函数。

以上两种decorator的定义都没有问题，但还差最后一步。因为我们讲了函数也是对象，它有

__name__

等属性，但你去看经过decorator装饰之后的函数，它们的

__name__

已经从原来的

'now'

变成了

'wrapper'

：

>>> now.__name__
'wrapper'

因为返回的那个

wrapper()

函数名字就是

'wrapper'

，所以，需要把原始函数的

__name__

等属性复制到

wrapper()

函数中，否则，有些依赖函数签名的代码执行就会出错。

不需要编写

wrapper.__name__ = func.__name__

这样的代码，Python内置的

functools.wraps

就是干这个事的，所以，一个完整的decorator的写法如下：

import functools

def log(func):
@functools.wraps(func)
def wrapper(*args, **kw):
print('call %s():' % func.__name__)
return func(*args, **kw)
return wrapper

或者针对带参数的decorator：

import functools

def log(text):
def decorator(func):
@functools.wraps(func)
def wrapper(*args, **kw):
print('%s %s():' % (text, func.__name__))
return func(*args, **kw)
return wrapper
return decorator

import functools是导入

functools

模块。模块的概念稍候讲解。现在，只需记住在定义

wrapper()

的前面加上

@functools.wraps(func)

即可。

小结

在面向对象（OOP）的设计模式中，decorator被称为装饰模式。OOP的装饰模式需要通过继承和组合来实现，而Python除了能支持OOP的decorator外，直接从语法层次支持decorator。Python的decorator可以用函数实现，也可以用类实现。

decorator可以增强函数的功能，定义起来虽然有点复杂，但使用起来非常灵活和方便。