一、開頭說兩句

大家好，我叫黎潘，很高興有機會給大家分享一些我的學(xué)習(xí)感受，作為一名零基礎(chǔ)轉(zhuǎn)行剛一年的測試新手來說，深知自己在技術(shù)經(jīng)驗方面落后太多，難免會有急于求成的心態(tài)，這也就導(dǎo)致自己在學(xué)習(xí)新知識時似懂非懂，剛開始學(xué)完那會還胸有成竹，一段時間之后卻又忘的一干二凈，導(dǎo)致我要不?；厝?fù)習(xí)，還始終不得要領(lǐng)，難以在實踐中靈活運用。

相信有不少同學(xué)跟我一樣徘徊躊躇，現(xiàn)在老師給予了我一個給大家分享經(jīng)驗的機會，我也剛好結(jié)合前段時間復(fù)習(xí)關(guān)于Python裝飾器的理解來說下，若有不對的地方，還望各位同學(xué)，同行，老師及時指出。

二、裝飾器必知基礎(chǔ)

其實很多知識點沒有牢牢掌握，是因為最最基礎(chǔ)的知識沒有理解透徹導(dǎo)致。這也是我在學(xué)習(xí)裝飾器時對于自己的評價，所以先讓我們來聊聊學(xué)習(xí)裝飾器所需要的基礎(chǔ)知識。

1、形參與實參

函數(shù)的參數(shù)分為形式參數(shù)和實際參數(shù)，簡稱形參和實參。

• 形參即在定義函數(shù)時，括號內(nèi)聲明的參數(shù)。形參本質(zhì)就是一個變量，用來接收外部傳來的值
• 實參即在調(diào)用函數(shù)時，括號內(nèi)傳入的值，值可以是常量，變量，表達(dá)式或三者的組合

具體使用時又分為位置參數(shù)，關(guān)鍵字參數(shù)和默認(rèn)參數(shù)

def info(name,age,sex='male')
 print(f'name:{name} age:{age} sex:{sex}')
info(name='jack',18)

上述示例中，調(diào)用函數(shù)時以key=value形式的就是關(guān)鍵字參數(shù)，定義函數(shù)時name，age為位置參數(shù)，sex為默認(rèn)參數(shù)。

注意：

• 調(diào)用函數(shù)時，實參可以是按位置或關(guān)鍵字的混合使用，但必須保證關(guān)鍵字參數(shù)在位置參數(shù)后面，且不可以對一個形參重復(fù)賦值
• 默認(rèn)參數(shù)的值通常應(yīng)設(shè)為不可變類型

2、可變長度參數(shù)*args和**kwargs

參數(shù)的長度可變指的是調(diào)用函數(shù)時，實參的個數(shù)可以不固定，而在調(diào)用階段，實參無非是按照位置或者按關(guān)鍵字兩種形式，因此就出現(xiàn)了兩種解決方案來處理。

2.1 可變長度的位置參數(shù)

如果在最后一個形參名前加*號，那么在調(diào)用函數(shù)時，溢出的位置實參都會被接受，以元組的形式保存下來賦值給該形參。

def func(x,y,z=1,*args):
    print(x,y,z,args)
func(1,2,3,4,5,6,7)
>>1 2 3 (4,5,6,7)
#這里起作用的就是*號，相當(dāng)于溢出的位置參數(shù)賦值給了它后面的變量，即args=(4,5,6,7)

2.2 可變長度的關(guān)鍵字參數(shù)

如果在最后一個形參名前加**號，那么在調(diào)用函數(shù)時，溢出的關(guān)鍵字參數(shù)，會以字典的形式保存下來賦值給形參。

def func(x,**kwargs):
    print(x)
    print(kwargs)
func(x=1,y=2,z=3)
>>1
>>{'y':2,'z':3}

#同上此時相當(dāng)于把溢出的關(guān)鍵字實參一，y，z都被**接收以字典的形式賦值給kwargs，即kwargs={'y':2,'z':3}

2.3 組合使用

可變參數(shù)*args與關(guān)鍵字參數(shù)kwargs通常是組合在一起使用的，如果一個函數(shù)的形參為上述兩種類型，那么代表該函數(shù)可以接收任何形式，任意長度的參數(shù)。

def wrapper(*args,**kwargs):
    pass

在該函數(shù)內(nèi)部還可以把接受到的實參傳給另一個函數(shù)，這在后面推導(dǎo)裝飾器時大有用處。

def func(x,y,z):
    print(x,y,z)
def wrapper(*args,**kwargs):
    func(*args,**kwargs)
wrapper(1,y=2,z=3)
>>1 2 3

分析：

此處在給wrapper傳參時，其遵循的事函數(shù)func的參數(shù)規(guī)則，第一步，位置參數(shù)1被接受，以元組形式保存下來賦值給args，即args=(1,)，關(guān)鍵字參數(shù)y=2,z=3被**以字典形式接收賦值給kwargs，即kwargs={'y':2,'z':3}；第二步，執(zhí)行func(args,kwargs)，即func((1,),{'y':2,'z':3})，等同于func(1,y=2,z=3)。

3、函數(shù)對象和閉包

函數(shù)對象指的是函數(shù)可以被當(dāng)做"數(shù)據(jù)"來處理，具體可以分為四個方面的使用

3.1 函數(shù)可以被引用

def add(x,y):
    return x+y
func = add
func(1,2)
>>3

3.2 函數(shù)可以作為容器類型的元素

dic = {'add':add}
>>dic
>>{'add': <function add at 0x100661e18>}
>>dic['add'](1,2)
>>3

3.3  函數(shù)可以作為參數(shù)傳入另一個函數(shù)

def foo(x,y,func):
    return fun(x,y)
>>foo(1,2,add)
>>3

3.4 函數(shù)的返回值可以是一個函數(shù)

def bdd():
    return add
func=bdd()
func(1,2)
>>3

3.5 閉包函數(shù)有兩個關(guān)鍵點

• "閉"：值得時函數(shù)定義在另一個函數(shù)內(nèi)即內(nèi)嵌函數(shù)。

• "包"：指的是該函數(shù)包含對外層函數(shù)作用于變量的引用。

  def f1():
      x = 1
      def f2():
          print(x)
   f2()
  #此時f2就是內(nèi)嵌函數(shù)，為'閉’，f2有對外層變量x的引用，為'包’
  #但是我們不想在內(nèi)部調(diào)用f2函數(shù)該怎么辦呢
  #這個時候函數(shù)對象的引用，可以作為返回對象就可以解決，即：
  def f1():
      x = 1
      def f2():
          print(x)
   return f2 #注意不能加括號，否者就是返回f2的執(zhí)行結(jié)果，我們需要的是他的內(nèi)存地址以供在外部可以隨時調(diào)用
  f = f1() #此刻變量f接受到的就是f2的內(nèi)存地址
  

總結(jié)：

閉包函數(shù)提供了一種新的為函數(shù)體傳參的方式，為了給f2傳值，在他的同級作用域給了他一個值，f2在整體縮進(jìn)，外層再給他嵌套一個函數(shù)f1包起來。此時f1從原來的全局變成了局部，為了使我們在全局依然可以調(diào)用它，通過return函數(shù)對象再返回到全局。

三、什么是裝飾器

上邊講了這么多，可能大家有點疑惑怎么還不介紹裝飾器。不用急，這也是我們在學(xué)習(xí)中常犯的錯誤，急于求成反而不利于對知識的吸收好消化理解。其實在潛移默化中，我們已經(jīng)把大部分構(gòu)成裝飾器的基本知識提到了，只是還未進(jìn)行歸納整理。下面我們又將重新一步一步推導(dǎo)它的由來。

定義：定義一個函數(shù)（類），該函數(shù)專門用來為其他函數(shù)（對象）添加額外的功能。

裝飾器本質(zhì)上是一個python函數(shù)或類，它可以讓其他函數(shù)或類在不需要做任何代碼修改的前提下增加額外功能，裝飾器的返回值也是一個函數(shù)/類對象。它經(jīng)常用于有切面需求的場景，比如：插入日志，性能測試，事務(wù)處理，緩存，權(quán)限校驗等場景。

四、為什么用裝飾器

我們在為一個對象添加新功能時，往往秉持著開放封閉原則。

• 開放：指的是對拓展功能是開放的
• 封閉：指的是修改源代碼是封閉的

即在不修改被裝飾對象源代碼和調(diào)用方式的情況下為被裝飾對象新增功能。有了裝飾器，我們就可以抽離出大量與函數(shù)功能本身無關(guān)的雷同代碼到裝飾器中并繼續(xù)重用。

五、裝飾器的推導(dǎo)

提出需求：為index函數(shù)新增計算代碼運行時間的功能，必須符合開放封閉原則。

import time
def index(x,y):
    time.sleep(2)
    print(f'來自index的{x}和{y}')

1、方案一

def index(x, y):
    start = time.time()
    time.sleep(2)
    print(f"來自index的{x}和{y}")
    stop = time.time()
    print(stop-start)

結(jié)果：雖然實現(xiàn)了功能，但破環(huán)了開放封閉原則，修改了源代碼，不符合要求，失敗。

2、方案二

start = time.time()
index(1, 2)
stop = time.time()
print(stop-start)

結(jié)果：上述代碼雖然沒有修改源代碼，也實現(xiàn)了功能，但是每次使用都要加上這三行代碼，太過冗余，失敗。

3、方案三

'''在方案二的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，為了解決代碼冗余，我們把它寫成一個函數(shù)'''
def wrapper():
    start = time.time()
    index(1, 2)
    stop = time.time()
    print(stop-start)
wrapper()

結(jié)果：此時我們不用每次加上三行代碼，只需調(diào)用wrapper函數(shù)即可，但是復(fù)用性依然不夠，可以在進(jìn)行優(yōu)化。

4、方案四

優(yōu)化：解決index的傳參被寫死了的問題

#此時函數(shù)參數(shù)的知識就用上了
def wrapper(a, b):
    start = time.time()
    index(a, b)
    stop = time.time()
    print(stop-start)
wrapper(1,2)
#但是可能在后續(xù)的需求中index的傳參個數(shù)會發(fā)生變化
#此時可變長度參數(shù)就能幫上大忙了
def wrapper(*args, **kwargs):
    start = time.time()
    index(*args, **kwargs)
    stop = time.time()
    print(stop-start)
'''這個時候就不用擔(dān)心給他傳參數(shù)的問題了，wrapper收到什么參數(shù)都會原封不動交給index函數(shù)'''

結(jié)果：進(jìn)行了一系列的優(yōu)化，我們發(fā)現(xiàn)雖然傳參的問題解決了，但是這個時候index函數(shù)也寫死了，以后的需求中不可能只有它需要這個功能，復(fù)用性不夠，因此可以繼續(xù)優(yōu)化。

5、方案五

優(yōu)化：index寫死了的問題

'''我們知道一旦某個變量寫死了，那么我們就用一個變量去代替他，但是在wrapper函數(shù)中，index寫成變量后，無法通過形參傳給他，這個時候閉包函數(shù)就大顯神威了，它就提供了一種給函數(shù)傳參的方式'''
def outter(func):
    #func = index  #寫活
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        func(*args, **kwargs)
        stop = time.time()
        print(stop-start)
    return wrapper
f = outter(index)
'''返回的是wrapper的內(nèi)存地址賦值給f,加個括號就是在調(diào)用wrapper，它的作用就是計算以函數(shù)對象傳入其中的index的執(zhí)行時間統(tǒng)計'''
# 為了不改變調(diào)用方式，在進(jìn)行優(yōu)化
# 可以把f = outter(index),為什么不可以賦值給index呢
# 最后：index = outter(index) 即wrapper的內(nèi)存地址
index() # 此時對于函數(shù)的調(diào)用者來說，他沒有變化，早就換了

6、方案五

優(yōu)化：上面看是已經(jīng)優(yōu)化得差不多了，其實還是有漏洞，原函數(shù)index是沒有返回值的，此時調(diào)用換掉之后的index之后，返回的時wrapper的內(nèi)存地址，它并沒有返回值，index()返回的是None，沒有做到天衣無縫。這個時候就要用到我們上面講到的函數(shù)對象的引用可以作為返回值，問題就迎刃而解了。

def outter(func):
    #func = index  #寫活
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)
        stop = time.time()
        print(stop-start)
        return res
    return wrapper
''' 我們把func函數(shù)的返回值通過return，在返回出來，當(dāng)我們運行index()時，實際上就是在調(diào)用wrapper，此刻它是有返回值的，也就是func的返回值，這個時候才做到了天衣無縫'''

6、最終方案（推薦）

def outter(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        res = func(*args, **kwargs)
        return res
    return wrapper

這就是一個最簡單的無參裝飾器的模版，我們想要給某個對象也就是func函數(shù)添加新功能時直接在wrapper函數(shù)內(nèi)部書寫代碼即可。

關(guān)于有參裝飾器，此處由于篇幅限制就不在說明。有參也就說明我們的函數(shù)內(nèi)部需要一個參數(shù)，無非就是兩種方式，一種通過形參直接傳入，另一種就是通過閉包函數(shù)直接包給它，此處肯定是利用閉包函數(shù)更合理。

六、感言

誤打誤撞，因為老師的一個課后作業(yè)任務(wù)，完成了本人的第一篇知識總結(jié)。剛開始是有點驚慌的，但是隨之而來的是驚喜，雖然擔(dān)心寫的不夠好，但也算是想給自己一個交代，一個好的開始。知識的持續(xù)分享總結(jié)能夠促進(jìn)我們持續(xù)的學(xué)習(xí)進(jìn)步。

經(jīng)過這次小小的分享，回到開頭，我想說的就是學(xué)習(xí)一些高階知識，當(dāng)我們感到模模糊糊的時候，不妨回歸本質(zhì)，從最基礎(chǔ)的原理對他進(jìn)行分解，一步一步推導(dǎo)，往往能給到我們一種醍醐灌頂，意想不到的收獲。最后希望同大家一道能通過這次的學(xué)習(xí)，提升自己，完成自己的初心。