装饰器（decorator）的本质：函数闭包（function closure）的语法糖（Syntactic sugar）

1. 什么是函数闭包（function closure）

函数式语言（函数是一等公民，可作为变量使用）中的术语
函数闭包：一个函数，其参数和返回值都是函数

用于增强函数功能
面向切面编程（AOP）

先看一个例子：

函数逻辑（查找奇数）和辅助功能（记录时间）耦合在一起了
缺点：不方便修改，容易引起bug
能不能将辅助功能从主要功能函数中抽离出来？ ```python import time

def print_odds(): “”” 输出0-100之间所有奇数，并统计函数执行时间 “”” start_time = time.time() # 起始时间

# 查找并输出所有奇数
for i in range(100):
    if i % 2 ==1:
        print(i)
end_time = time.time()   # 结束时间
print("it takes {} s to find all the odds".format(end_time-start_time))

if name == “main“: print_odds()

对上个例子进行修改：
- 将辅助功能（记录时间）抽离成一个辅助函数，在辅助函数中调用主要功能函数
- 优点：解耦，函数职责分离
- 缺点：要通过辅助函数来调用主要功能函数，不方便
- **我们的目标：能不能在调用主要功能函数时自动完成对时间的统计？**
```python
import time
def count_time(func):
    """
    统计某个函数的运行时间
    """
    start_time = time.time()  # 起始时间
    func()  # 执行函数
    end_time = time.time()   # 结束时间
    print("it takes {} s to find all the odds".format(end_time-start_time))
def print_odds():
    """
    输出0-100之间所有奇数，并统计函数执行时间
    """
    # 查找并输出所有奇数
    for i in range(100):
        if i % 2 ==1:
            print(i)
if __name__ == "__main__":
    # print_odds()
    count_time(print_odds)

对上述修改再修改：使用闭包增强

通过闭包增强主要功能函数print_odds，给它增加一个统计时间功能
缺点：需要显式进行闭包增强 ```python import time

def print_odds(): “”” 输出0-100之间所有奇数，并统计函数执行时间 “””

# 查找并输出所有奇数
for i in range(100):
    if i % 2 ==1:
        print(i)

def count_time_wrapper(func): “”” 闭包，用于增强函数func，给函数func增加统计时间的功能 “”” def improved_func(): start_time = time.time() # 起始时间 func() # 执行函数 end_time = time.time() # 结束时间 print(“it takes {} s to find all the odds”.format(end_time-start_time))

return improved_func

if name == “main“:

# 调用count_time_wrapper增强函数
print_odds = count_time_wrapper(print_odds)
print_odds()
print_odds()  # 调用的还是第一次增强的print_odds

对上述修改简化调用
```python
import time
def count_time_wrapper(func):
    """
    闭包，用于增强函数func，给函数func增加统计时间的功能
    """
    def improved_func():
        start_time = time.time()  # 起始时间
        func()  # 执行函数
        end_time = time.time()   # 结束时间
        print("it takes {} s to find all the odds".format(end_time-start_time))
   return improved_func
@count_time_wrapper
def print_odds():
    """
    输出0-100之间所有奇数，并统计函数执行时间
    """
    # 查找并输出所有奇数
    for i in range(100):
        if i % 2 ==1:
            print(i)
if __name__ == "__main__":
    # 调用count_time_wrapper增强函数
    # print_odds = count_time_wrapper(print_odds)
    print_odds()

2. 什么是语法糖（Syntactic sugar）

指计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能没有影响，但是更方便程序员使用
- 语法糖没有增加新功能，只是一种更方便的写法
- 语法糖可以完全等价地转换为原本非语法糖的代码
装饰器在第一次调用被装饰函数时进行增强
- 下面两种方法完全等价
- print_odds = count_time_wrapper(print_odds) print_odds()
- @count_time_wrapper print_odds()
装饰器@闭包函数名
装饰器在第一次调用被装饰函数时进行增强
- 增强时机？在第一次调用之前
- 增强次数？只增强一次，参考第二次修改执行代码

3. 主要功能函数有参数的装饰器

上述例子的主要功能函数print_odds没有参数
现在考虑有参数的装饰器

import time
def count_time_wrapper(func):
    """
    闭包，用于增强函数func，给函数func增加统计时间的功能
    """
    def improved_func():
        start_time = time.time()  # 起始时间
        func()  # 执行函数
        end_time = time.time()   # 结束时间
        print("it takes {} s to find all the odds".format(end_time-start_time))
   return improved_func
def count_odds(lim=100):
    cnt = 0
    for i in range(lim):
        if i % 2 == 1:
            cnt +=1
    return cnt
if __name__ == "__main__":
    print("增强前")
    print(count_odds(lim=10000))  # 装饰前函数能正常返回，能接受参数
    print("-"*20)
    print("增强后")
    count_odds = count_time_wrapper(count_odds)
    print(count_odds())
    # 返回：None 
    # 问题1：对于含有返回值的函数，调用闭包增强后，不能成功返回，但成功增强了辅助功能
    print(count_odds(lim=10000))  # 装饰后函数不能正常返回，不能接收参数
    # 直接报错
    # 问题2：对于含有参数的函数，调用闭包增强后，不能成功接收参数

为了解决上述两个问题，对装饰器函数进行修改：

import time
def count_time_wrapper(func):
    """
    闭包，用于增强函数func，给函数func增加统计时间的功能
    """
    def improved_func(*args, **kwargs):  # 增强函数应该把接收到的所有参数传给原函数
        start_time = time.time()  # 起始时间
        ret = func(*args, **kwargs)  # 执行函数
        # 解决问题2：不能接收参数
        end_time = time.time()   # 结束时间
        print("it takes {} s to find all the odds".format(end_time-start_time))
        return ret  # 解决问题1：不能正常返回值
   return improved_func
def count_odds(lim=100):
    cnt = 0
    for i in range(lim):
        if i % 2 == 1:
            cnt +=1
    return cnt
if __name__ == "__main__":
    print("增强前")
    print(count_odds(lim=10000))  # 装饰前函数能正常返回，能接受参数
    print("-"*20)
    print("增强后")
    count_odds = count_time_wrapper(count_odds)
    print(count_odds())
    # 返回：None 
    # 问题1：对于含有返回值的函数，调用闭包增强后，不能成功返回，但成功增强了辅助功能
    print(count_odds(lim=10000))  # 装饰后函数不能正常返回，不能接收参数
    # 直接报错
    # 问题2：对于含有参数的函数，调用闭包增强后，不能成功接收参数

3. 面试题：多个装饰器的执行顺序

import time
def count_time_wrapper(func):
    """
    闭包，用于增强函数func，给函数func增加统计时间的功能
    """
    def improved_func(*args, **kwargs):  # 增强函数应该把接收到的所有参数传给原函数
        start_time = time.time()  # 起始时间
        ret = func(*args, **kwargs)  # 执行函数
        # 解决问题2：不能接收参数
        end_time = time.time()   # 结束时间
        print("it takes {} s to find all the odds".format(end_time-start_time))
        return ret  # 解决问题1：不能正常返回值
   return improved_func
def log_wrapper(func):
    """
    闭包，用于增强函数func：给func增加日志功能
    """
    def improved_func(*args, **kwargs):
        start_time = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(time.time()))  # 起始时间
        ret = func(*args, **kwargs)  # 执行函数
        end_time = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(time.time()))   # 结束时间
        print("Logging: func:{} runs from {} to {}".format(func.__name__, start_time, end_time))
   return improved_func
@count_time_wrapper
@log_wrapper
def count_odds(lim=100):
    cnt = 0
    for i in range(lim):
        if i % 2 == 1:
            cnt +=1
    return cnt
if __name__ == "__main__":
    count_odds(lim=10000)

参考自： https://zhuanlan.zhihu.com/p/26724125 廖雪峰关于装饰器的讲解【可能是b站上最好的Python装饰器教程-哔哩哔哩】 https://b23.tv/PWFur9B 【Python小技巧：装饰器(Decorator)-哔哩哔哩】 https://b23.tv/9cxdjXC

🐍 Python 入坑教程

【Python】函数闭包、装饰器

1. 什么是函数闭包（function closure）

2. 什么是语法糖（Syntactic sugar）

3. 主要功能函数有参数的装饰器

3. 面试题：多个装饰器的执行顺序