Python装饰器实例讲解(二)

Python装饰器实例讲解(一)

你最好去看下第一篇，虽然也不是紧密的链接在一起

参考B站码农高天的视频，大家喜欢看视频可以跳转忽略本文:https://www.bilibili.com/video/BV19U4y1d79C
一键三连哦
本文的知识点主要是

​ 类装饰器

​ 装饰器的本质(up主说的万能公式)

案例

• 代码

  def count_time(func):
      def wrapper(*args,**kwargs):
          from time import time
          start_time = time()
          result = func(*args,**kwargs)
          end_time = time()
          print(f'统计花了{end_time-start_time}时间')
          return result
      return wrapper
  

• 改造为类装饰器(注意对比)

  • 你得知道基础的python的面向对象的知识
  • 一些类的魔术方法如__init__和__call__

  class CountTime:
      def __init__(self,function_name):  # 类没传参一说，但实例化是可以传参的，类比  def count_time(func):
          self.function_name = function_name
      def __call__(self, *args, **kwargs):  # 类实例的(),像函数的call ， ==>def wrapper(*args,**kwargs):
          from time import time
          start_time = time()
          result = self.function_name(*args,**kwargs)  # 也就改了这里,其他都一样
          end_time = time()
          print(f'统计花了{end_time-start_time}时间')
          return result
  

• 完整的代码

  def is_prime(x):
      if  x == 2 :
          return True
      elif x % 2 == 0 or x == 1 :
          return False
      for i in range(3, int(x ** 0.5) + 1, 2):
          if x % i == 0:
              return False
      return True
  class CountTime:
      ... # 就不重复上面了
  @CountTime  # 类是一个装饰器
  def get_prime_nums(start,end):
      prime_nums = 0
      for num in range(start,end):
          if is_prime(num):
              prime_nums = prime_nums + 1
      return prime_nums
  print(get_prime_nums(2,50000))  # 效果是一样的
  

码农高天说

我把up主的一些话摘录一些写到这里，辅助大家理解

• 装饰器decorator：是一个输入是函数，输出也是函数的函数(看讲解一中的装饰器)
• 类装饰器 class decorator，up主说有一定的歧义
  • 可以当做装饰器的类(装饰器本身)
  • 可以装饰类的装饰器(装饰器要装饰的对象)
• 装饰器本身既可以是函数也可以是类，装饰的对象同样可以是函数或者类
• 背这些理论没有意义，关键要弄懂背后的原理
• __call__可以让类的实例当做函数用(就是callable)

万能公式

• 装饰器语法糖背后

  class CountTime:
      ...# 同上
  @CountTime
  def add(a,b):  # 就用码农的demo函数
      return a+b
  print(add(1,2))
  

• @CountTime等价于，所谓的万能公式咯

  add = CountTime(add)
  

• print(add(1,2))已经不再是使用的原始的add了，用的是新的add

  print(add(1,2)) 等价于
  print(CountTime(add)(1,2))
  

• 也就是说

  # @CountTime  # 去掉装饰器，你就是定义了一个简单的函数
  # # add = CountTime(add) # 函数名被重定义了  相当于这样
  def add(a,b):
      return a+b
  print(CountTime(add)(1,2))
  

• 你还可以这样

  def add(a,b):
      return a+b
  new_add = CountTime(add)
  print(new_add(1,2))
  

• 是的，被装饰过的函数已经不再是原来的函数了，它总是会先去执行装饰器(CountTime(add))

• 总结：

  • 在一个函数上做装饰器，等价于装饰器调用这个函数
  • 在类装饰器的这个例子中，add从一个函数变成了一个类的实例(type看下即可)

改造，有参数的装饰器

• 我们看到过很多的装饰是有参数的，这是怎么实现的呢？

• 比如你想要输出的信息可以调整其前缀

  计时: 0.46秒
  	或者
  用时: 0.46秒
  

• 你希望是这样装饰和调用的

  @CountTime(prefix='用时:')
  def add(a,b):
      return a+b
  print(add(1,2))
  

• 那咋实现呢?

• 回到万能公式:

  @CountTime(prefix='用时:')
  def add(a,b):
      ...
  # 等价于
  add = CountTime(add)
  # 那么
  @CountTime(prefix='用时:')
  def add(a,b):
      ...
  # 等价于
  add = CountTime(prefix='用时:')(add)
  

• CountTime这个类能CountTime(prefix='用时:')，就是实例化做到的，所以...类的init方法要改一下，不再是传参function_name了，而是传你的prefix，像这样

  class CountTimeV2:
      def __init__(self,prefix='用时:'):
          self.prefix = prefix
  

• 但现在还不能继续，add = CountTime(prefix='用时:')(add)中你(add)还要处理，前面是init做的，()就是callable做的，里面的参数是add，也就是函数的名字，所以你的call也要改造，像这样吗?

      def __call__(self, function_name):
          from time import time
          start_time = time()
          result = function_name(*args,**kwargs)
          end_time = time()
          print(f'统计花了{end_time-start_time}时间')
          return result
  

• 不对的，光这样改造不够的，因为你这个function_name(*args,**kwargs)在IDE中就会报错，哪里来的呢？没有定义。

• 回想讲解一中，函数装饰器里层，还有一个函数，此处就可以参考

  class CountTimeV2:
      def __init__(self, prefix='用时:'):
          self.prefix = prefix
      def __call__(self, function_name):
          def wrapper(*args, **kwargs):  # 加了个函数 ， 包裹一层
              from time import time
              start_time = time()
              result = function_name(*args, **kwargs) # 这样就可以用参数了
              end_time = time()
              print(f'{self.prefix}{end_time - start_time}')  # 用之前的定义
              return result
          return wrapper
  @CountTimeV2(prefix='耗时:')  # 可以改为用时、计时等等
  def add(a, b):
      return a + b
  print(add(1, 2))
  

前面谈的是类是一个装饰器，装了一个函数

下面谈的是函数是一个装饰器，装饰一个类

类的装饰器

• 现在有这么一个类

  class Person:
      pass
  wuxianfeng = Person()
  print(wuxianfeng)  # <__main__.Person object at 0x000002361C15A460>
  

• 你学过python可以这样修改

  class Person:
      def __str__(self):
          return f"{self.__class__.__name__}"
  wuxianfeng = Person()
  print(wuxianfeng) # Person
  

• 但如果有很多的类都要如此呢？

• 可以写个装饰器，来装饰这些类呗

• 怎么写?回想刚才你学到的知识，万能公式！

  def show_classname(): # 先不写参数
      pass  # 先不写内容
  @show_classname
  class Person:
      pass
  Person = show_classname(Person)
  wuxianfeng = Person()
  print(wuxianfeng)
  

  • 你现在要写一个函数，名字随意，如show_classname

  • 你肯定要装饰在类上

    @show_classname
    class Person:
        pass
    

  • 根据万能公式，你的Person应该变了

    Person = show_classname(Person)
    # 从上面这段代码，你要能分析出以下内容
        # 1. show_classname应该有个参数，传参是个类名
        # 2. 因为可以Person = ，所以show_classname有个返回值
    

  • 对于使用者而言，应该没有任何操作上的差异

    wuxianfeng = Person()
    # 从上面这段代码，你要能分析出以下内容
    # 1. Person已经被你改变了
    # 2. Person()==>show_classname(Person)(),所以show_classname这个函数的返回值还是一个类
    print(wuxianfeng)
    

  • 分析完了，函数体部分是有点不好理解的

    def show_classname(class_name):
        def __str__(self):
            return self.__class__.__name__
        class_name.__str__ = __str__
        return class_name
    @show_classname
    class Person:
        pass
    Person = show_classname(Person)
    wuxianfeng = Person()
    print(wuxianfeng)
    

  • 看着这个结果，我们来解释下(也许你会更好理解)

    1. show_classname(Person) 返回仍然是Person
    2. 但这个时候的Person被改变了一点(你要做的不就是如此吗？)
    3. 原来你是这样写的
        class Person:
            def __str__(self):
                return f"{self.__class__.__name__}"
        看看现在的写法
        def __str__(self):
            return self.__class__.__name__
        class_name.__str__ = __str__ 
             # 前面的class_name.__str__ 是类自己的函数(本段解释的line 5)
             # 后面的= __str__ ，是line8的函数
             # 是的，函数可以被重新赋值，函数是一等对象，
    

  • 如果还不明白...尽力了

带参数的类的装饰器

码农高天并没有给出示例代码

当然如果你真懂了前面的"改造，有参数的装饰器"，也很简单

• 直接上代码

  def show_classname(info='类名:'):
      def wrapper(class_name):
          def __str__(self):
              return info+ self.__class__.__name__
          class_name.__str__ = __str__
          return class_name
      return wrapper
  @show_classname('类的名字是:')  #
  class Person:
      pass
  wuxianfeng = Person()
  print(wuxianfeng)
  

• 默认值就是='类名:'，怎么用呢

  @show_classname()
  class Human:
      pass
  qianyuli = Human()
  print(qianyuli)
  

• 注意不能这样

  @show_classname
  class Human:
      pass
  qianyuli = Human()
  print(qianyuli)
  

• 提示错误

  Traceback (most recent call last):
    File "demo.py", line 21, in <module>
      qianyuli = Human()
  TypeError: wrapper() missing 1 required positional argument: 'class_name'
  

• 提个问题，为何会报错?

• 如果你无法解释的通，你应该还没理解。

• 答案其实还是万能公式。

  @show_classname
  class Human:
      pass
  # 1. 
  等价于(万能公式来了)
  Human = show_classname(Human)
  # 2. 
  show_classname(Human) 执行这个的时候其实你在做
  def show_classname(info='类名:'):
      ...
  Human这个东西传给了info
  # 你要不信，你改为下面这样就知道了；信的话就过
              def show_classname(info='类名:'):
                  print('info是啥?',info.name)
              class Human:
                  name = '女娲'
  # 3. 
  show_classname(Human)这个的返回是wrapper
  但wrapper这个函数是有个参数的，看你的定义def  wrapper(class_name):
  # 4. 
  定义的时候是感知不到问题的，下面的报错行
  qianyuli = Human()
  其实你是在
  Human()=>show_classname(Human)()=>wrapper()，错了，(看3)，你需要一个class_name参数
  

• 如果还不明白...尽力了