軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循開放封閉原則，即對擴(kuò)展是開放的，而對修改是封閉的：
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對擴(kuò)展開放，意味著有新的需求或變化時(shí)，可以對現(xiàn)有代碼進(jìn)行擴(kuò)展，以適應(yīng)新的情況。
對修改封閉，意味著對象一旦設(shè)計(jì)完成，就可以獨(dú)立完成其工作，而不要對其進(jìn)行修改。
軟件包含的所有功能的源代碼以及調(diào)用方式，都應(yīng)該避免修改，否則一旦改錯(cuò)，則極有可能產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致程序崩潰。而對于上線后的軟件，新需求或者變化又層出不窮，我們必須為程序提供擴(kuò)展的可能性，這就用到了裝飾器。
‘裝飾’代指為被裝飾對象添加新的功能，‘器’代指器具/工具，裝飾器與被裝飾的對象均可以是任意可調(diào)用對象。
概括的講，裝飾器的作用就是在不修改被裝飾對象源代碼和調(diào)用方式的前提下為被裝飾對象添加額外的功能。
裝飾器經(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(yàn)等應(yīng)用場景，裝飾器是解決這類問題的絕佳設(shè)計(jì)。有了裝飾器，就可以抽離出大量與函數(shù)功能本身無關(guān)的雷同代碼并繼續(xù)重用。
提示：可調(diào)用對象有函數(shù)，方法或者類，此處我們單以本篇主題：函數(shù)為例，來介紹函數(shù)裝飾器，并且被裝飾的對象也是函數(shù)。
函數(shù)裝飾器分為：無參裝飾器和有參裝飾器兩種，二者的實(shí)現(xiàn)原理一樣，都是‘函數(shù)嵌套+閉包+函數(shù)對象’的組合使用的產(chǎn)物。
如果想為下述函數(shù)添加統(tǒng)計(jì)其執(zhí)行時(shí)間的功能：
重慶分公司
重慶分公司
import time
def index():
time.sleep(3)
print('Welcome to the index page')
return 200
index() # 函數(shù)執(zhí)行
遵循不修改被裝飾對象源代碼的原則，我們想到的解決方法可能是這樣：
start_time = time.time()
index() # 函數(shù)執(zhí)行
stop_time = time.time()
print('run time is %s' % (stop_time - start_time))
考慮到還有可能要統(tǒng)計(jì)其他函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間，于是我們將其做成一個(gè)單獨(dú)的工具，函數(shù)體需要外部傳入被裝飾的函數(shù)從而進(jìn)行調(diào)用，我們可以使用參數(shù)的形式傳入：
def wrapper(func): # 通過參數(shù)接收外部的值
start_time = time.time()
res = func()
stop_time = time.time()
print('run time is %s' % (stop_time - start_time))
return res
但之后函數(shù)的調(diào)用方式都需要統(tǒng)一改成：
wrapper(index)
wrapper(其他函數(shù))
這便違反了不能修改被裝飾對象調(diào)用方式的原則，于是我們需要換一種為函數(shù)體傳值的方式，那之前所學(xué)的閉包函數(shù)在這里就能派上用場了，修改如下：
def timer(func):
def wrapper(): # 引用外部作用域的變量func
start_time = time.time()
res = func()
stop_time = time.time()
print('run time is %s' % (stop_time - start_time))
return res
return wrapper
這樣我們便可以在不修改被裝飾函數(shù)源代碼和調(diào)用方式的前提下為其加上統(tǒng)計(jì)時(shí)間的功能，只不過需要事先執(zhí)行一次timer將被裝飾的函數(shù)傳入，返回一個(gè)閉包函數(shù)wrapper重新賦值給變量名/函數(shù)名index，如下：
index = timer(index)
index()
"""
第1行得到index = wrapper，wrapper攜帶對外作用域的引用：func = 原始的index
第2行執(zhí)行的是wrapper()，在wrapper的函數(shù)體內(nèi)再執(zhí)行最原始的index
"""
至此我們便實(shí)現(xiàn)了一個(gè)無參裝飾器timer，可以在不修改被裝飾對象index源代碼和調(diào)用方式的前提下為其加上新功能。但我們忽略了若被裝飾的函數(shù)是一個(gè)有參函數(shù)，便會(huì)拋出異常：
def home(name):
time.sleep(5)
print('Welcome to the home page', name)
home = timer(home)
home('jason')
# 拋出異常
TypeError: wrapper() takes 0 positional arguments but 1 was given
之所以會(huì)拋出異常，是因?yàn)閔ome(‘jason’)調(diào)用的其實(shí)是wrapper(‘jason’)，而函數(shù)wrapper沒有參數(shù)。wrapper函數(shù)接收的參數(shù)其實(shí)是給最原始的func用的，為了能滿足被裝飾函數(shù)參數(shù)的所有情況，便用上*args和**kwargs組合 ，于是修正后的裝飾器timer如下：
def timer(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
start_time = time.time()
res = func(*args, **kwargs)
stop_time = time.time()
print('run time is %s' % (stop_time - start_time))
return res
return wrapper
此時(shí)我們就可以用timer來裝飾帶參數(shù)或不帶參數(shù)的函數(shù)了，但是為了簡潔而優(yōu)雅地使用裝飾器，Python提供了專門的裝飾器語法糖來取代index = timer(index)的形式，需要在被裝飾對象的正上方單獨(dú)一行添加@timer（語法糖必須緊貼在被裝飾對象的上方）；
當(dāng)解釋器解釋到@timer時(shí)就會(huì)調(diào)用timer函數(shù)，且把它正下方的函數(shù)名當(dāng)做實(shí)參傳入，然后將返回的結(jié)果重新賦值給原函數(shù)名：
@timer """index = timer(index)"""
def index():
time.sleep(3)
print('Welcome to the index page')
return 200
@timer """index = timer(home)"""
def home(name):
time.sleep(5)
print('Welcome to the home page', name)
裝飾器語法糖內(nèi)部原理：會(huì)自動(dòng)將下面緊貼著的被裝飾對象名字當(dāng)做參數(shù)傳給裝飾器調(diào)用。
如果我們有多個(gè)裝飾器，可以疊加多個(gè)：
@deco3
@deco2
@deco1
def index():
pass
疊加多個(gè)裝飾器也無特殊之處，上述代碼語義如下：
index = deco3(deco2(deco1(index)))
了解無參裝飾器的實(shí)現(xiàn)原理后，我們可以再實(shí)現(xiàn)一個(gè)用來為被裝飾對象添加認(rèn)證功能的裝飾器，實(shí)現(xiàn)的基本形式如下：
def deco(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
編寫基于文件的認(rèn)證,認(rèn)證通過則執(zhí)行res = func(*args,**kwargs),并返回res
return wrapper
如果我們想提供多種不同的認(rèn)證方式以供選擇，單從wrapper函數(shù)的實(shí)現(xiàn)角度改寫如下：
def deco(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
if driver == 'file':
編寫基于文件的認(rèn)證,認(rèn)證通過則執(zhí)行res = func(*args, **kwargs),并返回res
elif driver == 'mysql':
編寫基于mysql認(rèn)證,認(rèn)證通過則執(zhí)行res = func(*args, **kwargs),并返回res
return wrapper
函數(shù)wrapper需要一個(gè)driver參數(shù)，而函數(shù)deco與wrapper的參數(shù)都有其特定的功能，不能用來接收其他類別的參數(shù)，既然需要一個(gè)參數(shù)，那我們可以再在deco的外部再包一層函數(shù)auth，用來專門接收額外的參數(shù)，這樣便保證了在auth函數(shù)內(nèi)無論多少層都可以引用到：
def auth(driver):
def deco(func):
……
return deco
此時(shí)我們就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)有參裝飾器，使用方式如下：
"""先調(diào)用auth(driver='file')，得到@deco，deco是一個(gè)閉包函數(shù)，包含了對外部作用域名字driver的引用，@deco的語法意義與無參裝飾器一樣"""
@auth(driver='file')
def index():
pass
"""再調(diào)用auth(driver='mysql')，后續(xù)同上"""
@auth(driver='mysql')
def home():
pass
可以使用help(函數(shù)名)來查看函數(shù)的文檔注釋，本質(zhì)就是查看函數(shù)的doc屬性，但對于被裝飾之后的函數(shù)，查看文檔注釋：
@timer
def home(name):
'''
home page function
:param name: str
:return: None
'''
time.sleep(5)
print('Welcome to the home page', name)
print(help(home))
"""
打印結(jié)果：
Help on function wrapper in module __main__:
wrapper(*args, **kwargs)
None
"""
在被裝飾之后home = wrapper，查看home.name也可以發(fā)現(xiàn)home的函數(shù)名其實(shí)是wrapper，如果想要保留原函數(shù)的文檔和函數(shù)名屬性，就需要修正裝飾器：
def timer(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
start_time = time.time()
res = func(*args, **kwargs)
stop_time = time.time()
print('run time is %s' % (stop_time - start_time))
return res
wrapper.__doc__ = func.__doc__
wrapper.__name__ = func.__name__
return wrapper
可以看到，按照上述方式來實(shí)現(xiàn)保留原函數(shù)屬性過于麻煩，functools模塊下提供一個(gè)裝飾器wraps專門用來幫我們實(shí)現(xiàn)這件事，用法如下：
from functools import wraps
def timer(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
start_time = time.time()
res = func(*args, **kwargs)
stop_time = time.time()
print('run time is %s' % (stop_time - start_time))
return res
return wrapper
