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Persistence is not easy

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Python_装饰器

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W3C文档 ， 此文档与文档底下的第一个评论均很好的解释了装饰器的作用这里没有全部列出.

前置知识：高阶函数与返回函数

Python中存在一个重要的特性，函数的参数也可以是函数，这种函数称为高阶函数。同样的Python中函数的返回值也可以是函数。

Python内置的高阶函数：

map函数：其接收一个函数与列表，并将此函数应用到列表中每一个元素上；

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def f(x):
    return x*x
print (list(map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])))
# [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

reduce函数：接收一个函数与列表，此函数要求存在两个参数，reduce会反复调用此函数，并返回最终结果；

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from functools import reduce
def add(x , y):
    return x + y
reduce(add,[1,3,5,7,9])
# 25

filter函数：接收一个函数与列表，会根据函数，过滤掉不符合条件的元素。

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#filter()过滤掉偶数：
def is_odd(x):
    return x % 2 == 1
list(filter(is_odd, [1, 4, 6, 7, 9, 12, 17]))

Python的特性

一切皆对象

Python中创建函数时，既创建了一个函数对象，也创建了一个**指向函数的变量(函数名)**。

在Python中，函数名就是指向函数对象的变量，既然是变量那么也可以通过赋值的方式，将此函数赋值给其他变量；

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def hi(name="yasoob"):
    return "hi " + name
 
print(hi())
# output: 'hi yasoob'
 
# 我们甚至可以将一个函数赋值给一个变量，比如
greet = hi
# 我们这里没有在使用小括号，因为我们并不是在调用hi函数
# 而是在将它放在greet变量里头。我们尝试运行下这个
 
print(greet())
# output: 'hi yasoob'
print(id(hi)) # 2316264257600
print(id(greet)) # 2316264257600

del hi
print(hi())

print(greet())
#outputs: 'hi yasoob'

函数中可以构建函数

python中支持函数中构建函数，其他语言貌似也可以

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def hi(name="yasoob"):
    print("now you are inside the hi() function")
 
    def greet():
        return "now you are in the greet() function"
 
    def welcome():
        return "now you are in the welcome() function"
 
    print(greet())
    print(welcome())
    print("now you are back in the hi() function")
hi()
#output:now you are inside the hi() function
#       now you are in the greet() function
#       now you are in the welcome() function
#       now you are back in the hi() function
 
# 上面展示了无论何时你调用hi(), greet()和welcome()将会同时被调用。
# 然后greet()和welcome()函数在hi()函数之外是不能访问的，比如：
greet()
#outputs: NameError: name 'greet' is not defined

函数中返回函数

Python的特性之一，既然所有的一切均是对象，能返回数字类型就能返回函数；

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def hi(name="yasoob"):
    def greet():
        return "now you are in the greet() function"
 
    def welcome():
        return "now you are in the welcome() function"
 
    if name == "yasoob":
        return greet
    else:
        return welcome
 
a = hi()
print(a)
#outputs: <function greet at 0x7f2143c01500>
#上面清晰地展示了`a`现在指向到hi()函数中的greet()函数
#现在试试这个
 
print(a())
#outputs: now you are in the greet() function

Tips：返回函数名就是返回的函数对象的引用，加上小括号()，就是运行此函数。

函数可以作为参数传递给另外一个函数

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def hi():
    print("Say niHao")
def doSomeingBeforeHi(func):
    print("do Something i donot like......")
    func()
doSomeingBeforeHi(hi)
# do Something i donot like......
# Say niHao

装饰器

在1.2.4中的例子就是一个简单的装饰器；

装饰器是什么？

装饰器本质上是一个 Python 函数或类，它可以让其他函数或类在不需要做任何代码修改的前提下增加额外功能，装饰器的返回值也是一个函数/类对象。它经常用于有切面需求的场景，比如：插入日志、性能测试、事务处理、缓存、权限校验等场景，装饰器是解决这类问题的绝佳设计。有了装饰器，我们就可以抽离出大量与函数功能本身无关的雷同代码到装饰器中并继续重用。概括的讲，装饰器的作用就是为已经存在的对象添加额外的功能。

简单例子

定义函数与新需求

定义一个函数：

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def foo():
    print('i am foo')

现在有一个新的需求，希望可以记录下函数的执行日志，于是在代码中添加日志代码：

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def foo():
    print('i am foo')
    logging.info("foo is running")

如果函数 bar()、bar2() 也有类似的需求，怎么做？再写一个 logging 在 bar 函数里？这样就造成大量雷同的代码，为了减少重复写代码，我们可以这样做，重新定义一个新的函数：专门处理日志 ，日志处理完之后再执行真正的业务代码

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def use_logging(func):
    logging.warn("%s is running" % func.__name__)
    func()

def foo():
    print('i am foo')

use_logging(foo)

这样做逻辑上是没问题的，功能是实现了，但是我们调用的时候不再是调用真正的业务逻辑 foo 函数，而是换成了 use_logging 函数，这就破坏了原有的代码结构， 现在我们不得不每次都要把原来的那个 foo 函数作为参数传递给 use_logging 函数，那么有没有更好的方式的呢？当然有，答案就是装饰器。

不使用@时

简单装饰器

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def use_logging(func):

    def wrapper():
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
        return func()   # 把 foo 当做参数传递进来时，执行func()就相当于执行foo()
    return wrapper

def foo():
    print('i am foo')

foo = use_logging(foo)  # 因为装饰器 use_logging(foo) 返回的时函数对象 wrapper，这条语句相当于  foo = wrapper
foo()                   # 执行foo()就相当于执行 wrapper()

use_logging 就是一个装饰器，它一个普通的函数，它把执行真正业务逻辑的函数 func 包裹在其中，看起来像 foo 被 use_logging 装饰了一样，use_logging 返回的也是一个函数，这个函数的名字叫 wrapper。在这个例子中，函数进入和退出时 ，被称为一个横切面，这种编程方式被称为面向切面的编程

使用@时

@ 语法**

如果你接触 Python 有一段时间了的话，想必你对 @ 符号一定不陌生了，没错 @ 符号就是装饰器的语法糖，它放在函数开始定义的地方，这样就可以省略最后一步再次赋值的操作.

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def use_logging(func):

    def wrapper():
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
        return func()
    return wrapper

@use_logging
def foo():
    print("i am foo")

foo()

如上所示，有了 @ ，我们就可以省去foo = use_logging(foo)这一句了，直接调用 foo() 即可得到想要的结果。你们看到了没有，foo() 函数不需要做任何修改，只需在定义的地方加上装饰器，调用的时候还是和以前一样，如果我们有其他的类似函数，我们可以继续调用装饰器来修饰函数，而不用重复修改函数或者增加新的封装。这样，我们就提高了程序的可重复利用性，并增加了程序的可读性。

装饰器在 Python 使用如此方便都要归因于 Python 的函数能像普通的对象一样能作为参数传递给其他函数，可以被赋值给其他变量，可以作为返回值，可以被定义在另外一个函数内。

多参数时

args、*kwargs

可能有人问，如果我的业务逻辑函数 foo 需要参数怎么办？比如：

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def foo(name):
    print("i am %s" % name)

我们可以在定义 wrapper 函数的时候指定参数：

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def wrapper(name):
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
        return func(name)
    return wrapper

这样 foo 函数定义的参数就可以定义在 wrapper 函数中。这时，又有人要问了，如果 foo 函数接收两个参数呢？三个参数呢？更有甚者，我可能传很多个。当装饰器不知道 foo 到底有多少个参数时，我们可以用 *args 来代替：

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def wrapper(*args):
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
        return func(*args)
    return wrapper

如此一来，甭管 foo 定义了多少个参数，我都可以完整地传递到 func 中去。这样就不影响 foo 的业务逻辑了。这时还有读者会问，如果 foo 函数还定义了一些关键字参数呢？比如：

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def foo(name, age=None, height=None):
    print("I am %s, age %s, height %s" % (name, age, height))

这时，你就可以把 wrapper 函数指定关键字函数：

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def wrapper(*args, **kwargs):
        # args是一个数组，kwargs一个字典
        logging.warn("%s is running" % func.__name__)
        return func(*args, **kwargs)
return wrapper

装饰器本身带参数的情况

带参数的装饰器

装饰器还有更大的灵活性，例如带参数的装饰器，在上面的装饰器调用中，该装饰器接收唯一的参数就是执行业务的函数 foo 。装饰器的语法允许我们在调用时，提供其它参数，比如@decorator(a)。这样，就为装饰器的编写和使用提供了更大的灵活性。比如，我们可以在装饰器中指定日志的等级，因为不同业务函数可能需要的日志级别是不一样的。

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def use_logging(level):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            if level == "warn":
                logging.warn("%s is running" % func.__name__)
            elif level == "info":
                logging.info("%s is running" % func.__name__)
            return func(*args)
        return wrapper

    return decorator

@use_logging(level="warn")
def foo(name='foo'):
    print("i am %s" % name)

foo()

上面的 use_logging 是允许带参数的装饰器。它实际上是对原有装饰器的一个函数封装，并返回一个装饰器。我们可以将它理解为一个含有参数的闭包。当我 们使用@use_logging(level=”warn”)调用的时候，Python 能够发现这一层的封装，并把参数传递到装饰器的环境中。

@use_logging(level=”warn”) 等价于 @decorator

类装饰器

类装饰器

没错，装饰器不仅可以是函数，还可以是类，相比函数装饰器，类装饰器具有灵活度大、高内聚、封装性等优点。使用类装饰器主要依靠类的__call__方法，当使用 @ 形式将装饰器附加到函数上时，就会调用此方法。

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class Foo(object):
    def __init__(self, func):
        self._func = func

    def __call__(self):
        print ('class decorator runing')
        self._func()
        print ('class decorator ending')

@Foo
def bar():
    print ('bar')

bar()
functools.wraps

使用装饰器极大地复用了代码，但是他有一个缺点就是原函数的元信息不见了，比如函数的docstring、__name__、参数列表，先看例子：

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# 装饰器
def logged(func):
    def with_logging(*args, **kwargs):
        print func.__name__      # 输出 'with_logging'
        print func.__doc__       # 输出 None
        return func(*args, **kwargs)
    return with_logging

# 函数
@logged
def f(x):
   """does some math"""
   return x + x * x

logged(f)

不难发现，函数 f 被with_logging取代了，当然它的docstring，__name__就是变成了with_logging函数的信息了。好在我们有functools.wraps，wraps本身也是一个装饰器，它能把原函数的元信息拷贝到装饰器里面的 func 函数中，这使得装饰器里面的 func 函数也有和原函数 foo 一样的元信息了。

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from functools import wraps
def logged(func):
    @wraps(func)
    def with_logging(*args, **kwargs):
        print func.__name__      # 输出 'f'
        print func.__doc__       # 输出 'does some math'
        return func(*args, **kwargs)
    return with_logging

@logged
def f(x):
   """does some math"""
   return x + x * x

多装饰器的执行循序

装饰器顺序

一个函数还可以同时定义多个装饰器，比如：

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@a
@b
@c
def f ():
    pass

它的执行顺序是从里到外，最先调用最里层的装饰器，最后调用最外层的装饰器，它等效于

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f = a(b(c(f)))