Python之裝飾器1-有解無憂

一、裝飾器

1、什么是裝飾器？

　　裝飾：裝飾、修飾

　　器：工具

　　裝飾器：裝飾的工具

　　(*****)“開放封閉”：裝飾器必須要遵循“開放封閉”原則：

　　　　開放：對函式功能的添加是開放的

　　　　封閉：對函式功能的修改是封閉的

2、裝飾器的作用？

　　在不修改被裝飾物件源代碼與呼叫方式的前提下添加新的功能，

　　裝飾器必須遵循的兩個原則：

　　　　不修改被裝飾物件源代碼

　　　　不修改被裝飾物件的呼叫方式

ps：

　　被裝飾物件指的是 ---> 需要添加功能的(函式)

　　裝飾器指的是 ---> 被裝飾物件添加的新功能的(函式)

3、為什么要使用裝飾器？

　　可以解決代碼榮譽問題，提高代碼的可擴展性

4、怎么使用裝飾器？

　　撰寫裝飾器：

　　　　通過閉包函式來實作裝飾器

　　裝飾器的應用：

　　　　1、統計時間

　　　　2、登錄認證

例子：

　　需求：需要統計一下下載電影的時間

　　　　方案一：函式呼叫（適合少次使用）

import time

def download_movie():
    print("開始下載電影...")
    # 模擬電影下載時間為3秒
    time.sleep(3)
    print("電影下載成功！")

start_time = time.time()    # 獲取當前時間戳
download_movie()
end_time = time.time()    # 獲取當前時間戳
print(f"消耗時間：{end_time - start_time}")

　　問題1：如果有多個被裝飾物件，需要寫多次統計時間的代碼，導致代碼冗余，于是有了方案二，

　　　　方案二：使用裝飾器（適合多次呼叫，呼叫時直接在閉包函式內傳入所需要使用裝飾器的函式名稱）

import time

def download_movie():
    print("開始下載電影...")
    # 模擬電影下載時間為3秒
    time.sleep(3)
    print("電影下載成功！")

# 模擬多個被裝飾物件
def func1():
    pass

# 模擬多個被裝飾物件   
def func2():
    pass

# 裝飾器：初級版
def time_record(func):
    def inner():
        # 獲取當前時間戳
        start_time = time.time()
        func()
        # 獲取當前時間戳
        end_time = time.time()
        print(f"消耗時間：{end_time - start_time}")
    return inner

download_movie = time_record(download_movie)
download_movie()

　　問題2：如果被裝飾物件有回傳值，有引數而且有多個引數，于是有了方案三，

　　　　方案三：方案二的代碼優化，使用*args, **kwargs接收所有引數（形參，關鍵字引數等）import time

def download_movie(*args, **kwargs):
    print("開始下載電影...")
    # 模擬電影下載時間
    time.sleep(3)
    print("電影下載成功！")
    return "movie.mp4"

# 裝飾器最終版
def time_record(func):
    def inner(*args, **kwargs):    # *args **kwargs接收所有引數（形參，關鍵字引數等）
        # 獲取當前時間戳
        start_time = time.time()
        # 將被裝飾物件需要接收的人以引數，原封不動的傳給func（被修飾物件）
        res = func(*args, **kwargs)    #此處的fanc為被修飾物件download_movie()
        # 獲取當前時間戳
        end_time = time.time()
        # 統計結束，列印統計時間
        print(f"消耗時間：{end_time - start_time}")
        return res
    return inner

# 這里的download_movie是inner()的回傳值
download_movie = time_record(download_movie)
# download_movie()  --->  inner() ，可傳入任意引數，若傳入引數，download_movie()函式需要修改代碼塊，否則不列印或者不執行傳入引數
download_movie()

　　方案三完美的解決了方案一和方案二遺留下的問題，此處的裝飾器可以作為所有裝飾器的模板

　　(*****)裝飾器模板(記牢)

def wrapper(func):

    def inner(*args, **kwargs):    # *args **kwargs接收所有引數（形參，關鍵字引數等）

        # 呼叫被裝飾物件，得到被裝飾物件的回傳值res
        res = func(*args, **kwargs)

        return res

    return inner

　　裝飾器簡例：

def wrapper(func):
    def inner(*args, **kwargs):
        '''
        在此處可以添加新添加的功能代碼塊
        '''

        # 呼叫被裝飾物件，得到被裝飾物件的回傳值res
        res = func(*args, **kwargs)

        '''
        在此處也可以添加新添加的功能代碼塊
        '''
        return res
    return inner

def func1():
    print("hello")

func1 = wrapper(func1)
func1()

代碼執行順序：

　　def為定義函式，不執行

　　先執行同級代碼，再執行下級函式體代碼

二、裝飾器語法糖

　　裝飾器的語法糖，是屬于裝飾器的（語法糖是裝飾器內置的，可以參考所有的語法糖）

　　@裝飾器名字裝飾器的語法糖

　　注意：在使用裝飾器語法糖時，裝飾器必須定義在被裝飾物件之上

例子：統計函式執行時間

　　不使用裝飾器語法糖：

import time

# func函式執行三秒
def func():
    time.sleep(3)

# 裝飾器：統計函式執行時間
def wrapper(func):    # func被裝飾物件
    def inner(*args, **kwargs):    # *args, **kwargs是被裝飾物件的引數
        # 呼叫前增加新功能
        start_time = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)
        # 呼叫前增加新功能
        end_time = time.time()
        print(f"程式執行時間為：{end_time - start_time}秒")
        return res    # 呼叫被裝飾物件，接識訓傳值
    return inner

# 不使用裝飾器語法糖
func = wrapper(func)
func()

　　使用裝飾器語法糖：

import time

# 裝飾器：統計函式執行時間
def wrapper(func):    # func被裝飾物件
    def inner(*args, **kwargs):    # *args, **kwargs是被裝飾物件的引數
        # 呼叫前增加新功能
        start_time = time.time()
        res = func(*args, **kwargs)
        # 呼叫前增加新功能
        end_time = time.time()
        print(f"程式執行時間為：{end_time - start_time}秒")
        return res    # 呼叫被裝飾物件，接識訓傳值
    return inner

# 使用裝飾器語法糖：使用裝飾器語法糖時，裝飾器必須定義在被裝飾物件之上
@wrapper    # @wrapper    就等于--->   func = wrapper(func)
# func函式執行三秒
def func():
    time.sleep(3)



func()    # 因為語法糖可直接呼叫

三、裝飾器練習題

　　撰寫一個裝飾器，為多個函式加上認證的功能（用戶的賬號密碼來源于檔案），要求登錄成功一次，后續的函式都無需再輸入用戶名密碼

　　可寫完對照

# 定義一個字典來做判斷
user_info = {
    "user" : None,    # username與user_info["user"]來判斷是否已登錄用戶
}

# 登錄功能：
def login():
    # 判斷用戶沒有登錄時，執行
    # 登陸功能
    print("請先登錄")
    username = input("請輸入你的用戶名：").strip()
    password = input("請輸入您的密碼：").strip()
    # 打開密碼表，對比賬戶密碼是否正確
    with open("dir/passwd.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
        for line in f:
            # print(line)
            name, pwd = line.strip("\n").split(":")  # 得到[tank, 123]
    if username == name and password == pwd:
        print("登陸成功！")
        user_info["user"] = username
    else:
        print("登錄失敗")

# 登錄認證裝飾器：
def login_auth(func):
    def inner(*args, **kwargs):
        # 登錄認證功能
        # 如果已經登錄，將被裝飾物件直接呼叫并回傳
        if user_info.get("user"):
            res = func(*args, **kwargs)
            return res
        # 如果沒有登錄，執行登錄功能
        else:
            login()    # 呼叫login()函式進行登錄
    return inner

# func1、2、3都需要先登錄才能使用，若登陸一次，后續就不需要再次登錄
# 登陸之后可以使用的功能1
@login_auth
def func1():
    print("from func1")
    pass

# 登陸之后可以使用的功能2
@login_auth
def func2():
    print("from func2")
    pass

# 登陸之后可以使用的功能3
@login_auth
def func3():
    print("from func3")
    pass


# 執行環節
while True:
    func1()
    input("延遲操作")
    func2()
    func3()

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