1Python進階強化訓練之裝飾器使用技巧進階
阿新 • • 發佈：2017-05-12
黃金分割 解決方案 return 技巧 原函數
Python進階強化訓練之裝飾器使用技巧進階
如何使用函數裝飾器？
實際案例
某些時候我們想為多個函數，統一添加某種功能，比如記時統計、記錄日誌、緩存運算結果等等。
我們不想在每個函數內一一添加完全相同的代碼，有什麽好的解決方案呢？
解決方案
定義裝飾奇函數，用它來生成一個在原函數基礎添加了新功能的函數，替代原函數
如有如下兩道題：
題目一
斐波那契數列又稱黃金分割數列，指的是這樣一個數列：1,1,2,3,5,8,13,21,….,這個數列從第三項開始，每一項都等於前兩項之和，求數列第n項。
題目二
一個共有10個臺階的樓梯，從下面走到上面，一次只能邁1-3個臺階，並且不能後退，走完整個樓梯共有多少種方法？
腳本如下：
# 函數裝飾器
def memp(func):
cache = {}
def wrap(*args):
if args not in cache:
cache[args] = func(*args)
return cache[args]
return wrap
# 第一題
@memp
def fibonacci(n):
if n <= 1:
return 1
return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)
print(fibonacci(50))
# 第二題
@memp
def climb(n, steps):
count = 0
if n == 0:
count = 1
elif n > 0:
for step in steps:
count += climb(n - step, steps)
return count
print(climb(10, (1, 2, 3)))輸出結果：
C:\Python\Python35\python.exe E:/python-intensive-training/s11.py 20365011074 274 Process finished with exit code 0
如何為被裝飾的函數保存元數據？
實際案例
在函數對象張保存著一些函數的元數據，例如：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
f.__name__ | 函數的名字 |
f.__doc__ | 函數文檔字符串 |
f.__module__ | 函數所屬模塊名 |
f.__dict__ | 屬性字典 |
f.__defaults__ | 默認參數元素 |
我們在使用裝飾器後，再使用上面的這些屬性訪問時，看到的是內部包裹函數的元數據，原來函數的元數據變丟失掉了，應該如何解決？
解決方案
使用標準庫functools中的裝飾器wraps裝飾內部包裹函數，可以指定將原來函數的某些屬性更新到包裹函數上面
from functools import wraps
def mydecoratot(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
"""wrapper function"""
print("In wrapper")
func(*args, **kwargs)
return wrapper
@mydecoratot
def example():
"""example function"""
print(‘In example‘)
print(example.__name__)
print(example.__doc__)輸出結果：
C:\Python\Python35\python.exe E:/python-intensive-training/s12.py example example function Process finished with exit code 0
如何定義帶參數的裝飾器？
實際案例
實現一個裝飾器，它用來檢查被裝飾函數的參數類型，裝飾器可以通過指定函數參數的類型，調用時如果檢測出類型不匹配則拋出異常，比如調用時可以寫成如下：
@typeassert(str, int, int) def f(a, b, c): ......
或者
@typeassert(y=list) def g(x, y): ......
解決方案
提取函數簽名：inspect.signature()
帶參數的裝飾器，也就是根據參數定制化一個裝飾器，可以看成生產裝飾器的工廠，美的調用typeassert，返回一個特定的裝飾器，然後用他去裝飾其他函數。
from inspect import signature
def typeassery(*ty_args, **ty_kwargs):
def decorator(func):
# 獲取到函數參數和類型之前的關系
sig = signature(func)
btypes = sig.bind_partial(*ty_args, **ty_kwargs).arguments
def wrapper(*args, **kwargs):
for name, obj in sig.bind(*args, **kwargs).arguments.items():
if name in btypes:
if not isinstance(obj, btypes[name]):
raise TypeError(‘"%s" must be "%s" ‘ % (name, btypes[name]))
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
return decorator
@typeassery(int, str, list)
def f(a, b, c):
print(a, b, c)
# 正確的
f(1, ‘abc‘, [1, 2, 3])
# 錯誤的
f(1, 2, [1, 2, 3])執行結果
C:\Python\Python35\python.exe E:/python-intensive-training/s13.py
1 abc [1, 2, 3]
Traceback (most recent call last):
File "E:/python-intensive-training/s13.py", line 28, in <module>
f(1, 2, [1, 2, 3])
File "E:/python-intensive-training/s13.py", line 14, in wrapper
raise TypeError(‘"%s" must be "%s" ‘ % (name, btypes[name]))
TypeError: "b" must be "<class ‘str‘>"
Process finished with exit code 1如何實現屬性可修改的函數裝飾器？
實際案例
為分析程序內那些函數執行時間開銷較大，我們定義一個帶timeout參數的函數裝飾器，裝飾功能如下：
統計被裝飾函數單詞調用運行時間
時間大於參數timeout的，將此次函數調用記錄到log日誌中
運行時可修改timeout的值
解決方案
為包裹函數增加一個函數，用來修改閉包中使用的自由變量
在python3中使用nonlocal訪問嵌套作用於中的變量引用
代碼如下：
from functools import wraps
import time
import logging
from random import randint
def warn(timeout):
# timeout = [timeout] # py2
def decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
start = time.time()
res = func(*args, **kwargs)
used = time.time() - start
if used > timeout:
# if used > timeout: # py2
msg = ‘"%s": "%s" > "%s"‘ % (func.__name__, used, timeout)
# msg = ‘"%s": "%s" > "%s"‘ % (func.__name__, used, timeout[0]) # py2
logging.warn(msg)
return res
def setTimeout(k):
nonlocal timeout
timeout = k
# timeout[0] = k # py2
wrapper.setTimeout = setTimeout
return wrapper
return decorator
@warn(1.5)
def test():
print(‘In Tst‘)
while randint(0, 1):
time.sleep(0.5)
for _ in range(10):
test()
test.setTimeout(1)
for _ in range(10):
test()輸出結果:
C:\Python\Python35\python.exe E:/python-intensive-training/s14.py In Tst In Tst WARNING:root:"test": "2.503000259399414" > "1.5" In Tst In Tst In Tst In Tst In Tst In Tst In Tst In Tst In Tst WARNING:root:"test": "1.0008063316345215" > "1" In Tst In Tst In Tst WARNING:root:"test": "1.0009682178497314" > "1" In Tst In Tst WARNING:root:"test": "1.5025172233581543" > "1" In Tst In Tst In Tst In Tst Process finished with exit code 0
如何在類中定義裝飾器？
實際案例
實現一個能將函數調用信息記錄到日誌的裝飾器：
把每次函數的調用時間，執行時間，調用次數寫入日誌
可以對被裝飾函數分組，調用信息記錄到不同日誌
動態修改參數，比如日誌格式
動態打開關閉日誌輸出功能
解決方案
為了讓裝飾器在使用上更加靈活，可以把類的實例方法作為裝飾器，此時包裹函數中就可以持有實例對象，便於修改屬性和擴展功能
代碼如下：
import logging
from time import localtime, time, strftime, sleep
from random import choice
class CallingInfo:
def __init__(self, name):
log = logging.getLogger(name)
log.setLevel(logging.INFO)
fh = logging.FileHandler(name + ‘.log‘) # 日誌保存的文件
log.addHandler(fh)
log.info(‘Start‘.center(50, ‘-‘))
self.log = log
self.formattter = ‘%(func)s -> [%(time)s - %(used)s - %(ncalls)s]‘
def info(self, func):
def wrapper(*args, **kwargs):
wrapper.ncalls += 1
lt = localtime()
start = time()
res = func(*args, **kwargs)
used = time() - start
info = {}
info[‘func‘] = func.__name__
info[‘time‘] = strftime(‘%x %x‘, lt)
info[‘used‘] = used
info[‘ncalls‘] = wrapper.ncalls
msg = self.formattter % info
self.log.info(msg)
return res
wrapper.ncalls = 0
return wrapper
def SetFormatter(self, formatter):
self.formattter = formatter
def turnOm(self):
self.log.setLevel(logging.INFO)
def turnOff(self):
self.log.setLevel(logging.WARN)
cinfo1 = CallingInfo(‘mylog1‘)
cinfo2 = CallingInfo(‘mylog2‘)
# 設置日誌指定格式
# cinfo1.SetFormatter(‘%(func)s -> [%(time)s - %(ncalls)s]‘)
# 關閉日誌
# cinfo2.turnOff()
@cinfo1.info
def f():
print(‘in F‘)
@cinfo1.info
def g():
print(‘in G‘)
@cinfo2.info
def h():
print(‘in H‘)
for _ in range(50):
choice([f, g, h])()
sleep(choice([0.5, 1, 1.5]))#裝飾器
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1Python進階強化訓練之裝飾器使用技巧進階