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python_装饰器_语法糖

时间:2017-08-13 23:29:50      阅读:265      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:choice   **kwargs   port   处理   rom   数列   应用   strftime   from   

什么是高阶函数?

       -- 把函数名当做参数传给另外一个函数,在另外一个函数中通过参数调用执行

#!/usr/bin/python3

__author__ = ‘beimenchuixue‘
__blog__ = ‘http://www.cnblogs.com/2bjiujiu/‘


def func_x(x):
    return x * 2


def func_y(y):
    return y * 3


def func_z(x, y):
    # 等价于 return func_x(5) + func_y(3)
    return x(5) + y(3)

if __name__ == ‘__main__‘:
    # 把函数当做参数,本质上是把函数的内存地址当做参数传递过去,
    result = func_z(func_x, func_y)
    print(result)

 

什么是装饰器?

  -- 在不改变源代码的基础上扩展新需求,装饰器本身也是函数,应用高阶函数实现

  -- 把被装饰的函数内存地址当参数传入装饰器函数体,通过参数调用被装饰的函数

       装饰器原则:

    -- 不改变源代码                         - 因为函数可能在其他地方各种调用,一改动全身

    -- 不改变原函数调用顺序           - 源代码有自己的逻辑处理

    -- 装饰器又叫做语法糖

 

装饰器逻辑上格式?

       - 高阶函数+嵌套函数

    需求:

      给某个函数增加一个计算运行时间功能

#!/usr/bin/python3

__author__ = ‘beimenchuixue‘
__blog__ = ‘http://www.cnblogs.com/2bjiujiu/‘

import time


def total_time(func):                              # func = hell_word
    def wrapper():                                 # 等价于hell_word()
        start_time =time.time()
        func()
        end_time = time.time()
        print(end_time - start_time)               # 打印统计时间
    return wrapper


# 通过装饰器给hell_word函数装上了统计时间的功能,功能逻辑在装饰器中实现
@total_time                                      
def hell_word():
    time.sleep(0.5)
    print(‘hello word‘)
    
if __name__ == ‘__main__‘:
    hell_word()

       相当于下面的函数逻辑

#!/usr/bin/python3

__author__ = ‘beimenchuixue‘
__blog__ = ‘http://www.cnblogs.com/2bjiujiu/‘

import time

# 装饰器函数 def total_time(func): def wrapper(): start_time =time.time() func() end_time = time.time() print(end_time - start_time) return wrapper
def hell_word(): time.sleep(0.5) print(‘hello word‘) if __name__ == ‘__main__‘: # 把函数当做参数传入装饰器函数,然后装饰器函数返回包裹函数wrapper地址,执行装饰器函数本质上执行包裹函数wrapper中逻辑 total_time(hell_word)()

 

假如传入的函数中有参数如何?

  -- 需要在wrapper和func中加入收集参数(*args)或收集字典参数(**kwargs),

  -- warps和func可自定义名字,默认如此命名

如果原函数有个返回值,该如何?

  -- 如果到func结束 直接在func()前面加return

  -- 到func未结束,可以func()结果赋值给一个变量,res = func(*args,**kwargs)到新增逻辑结束后加上 return res

 

需求:

  计算出斐波那契数列中第n个数的值?

  求一个共有10个台阶的楼梯,从下走到上面,一次只能迈出1~3个台阶,并且不能后退,有多少中方法?

  要求:

     通过装饰器实现剪枝函数

如何逻辑整理这个需求? 

  斐波那契数列(黄金分割数列),从数列的第3项开始,每一项都等于前两项之和

 

  每次迈出都是 1~3 个台阶,剩下就是 7~9 个台阶

               如果迈出1个台阶,需要求出后面9个台阶的走法

               如果迈出2个台阶,需要求出后面8个台阶的走法

               如果迈出3个台阶,需要求出后面7个台阶的走法

        此3种方式走法,通过递归方式实现,递归像树,每次递归都生成子节点函数

#!/usr/bin/python3

__author__ = ‘beimenchuixue‘
__blog__ = ‘http://www.cnblogs.com/2bjiujiu/‘


def jian_zhi(func):
    # 中间字典,判断已经是否求解过
    median = {}
    
    def wrapper(*args):
        # 假如不在中间字典中,说明没有求解过,添加到字典中去,在的话,直接返回, 将不在递归下去,保证每次递归的唯一性
        if args not in median:
            median[args] = func(*args)
        return median[args]
    
    return wrapper


@jian_zhi
def fibonacci(n):
    if n <= 1:
        return 1
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)


@jian_zhi
def climb(n, steps):
    count = 0
    # 当最后台阶为0的时候,说明最后只是走了一次
    if n == 0:
        count = 1
    # 当最后台阶不为0的时候,说明还需要走至少一次
    elif n > 0:
        # 对三种情况进行分别处理momo
        for step in steps:
            count += climb(n - step, steps)
    
    # 返回每次递归的计数
    return count


if __name__ == ‘__main__‘:
    print(climb(10, (1, 2, 3)))
    print(fibonacci(20))

 

需求:

  实现在装饰器函数中,保留 被装饰函数 的元数据

那,什么是函数的元数据?

       在函数对象中保存着一些函数的元数据,如:

              f.__name__           函数名

              f.__doc__              函数文档

              f.__moudle__       函数所属模块名

              f.__dict__              属性字典

              f.__defaults__       默认参数组

              ……

       在使用装饰器后,在装饰器里访问以上属性时,我们看到的是装饰器函数的元数据

那,如何解决这个需求?

  通过 functools中的wraps或update_wrapper方法实现,其中每个方法都可单独实现

#!/usr/bin/python3

__author__ = ‘beimenchuixue‘
__blog__ = ‘http://www.cnblogs.com/2bjiujiu/‘

import time
from functools import (wraps, update_wrapper, WRAPPER_ASSIGNMENTS, WRAPPER_UPDATES)


def count_time(func):
    """
    给目标函数加上计算运行时间统计
    """
    
    # 这个装上器和update_wrapper一样,默认参数WRAPPER_ASSIGNMENTS, WRAPPER_UPDATES
    @wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        
        # 定义result接收函数返回值,并且在装饰函数最后返回回去
        resutl = func(*args, **kwargs)
        print(‘运行时间:‘, time.time() - start_time)
        return resutl
    
    # 其中默认参数 WRAPPER_ASSIGNMENTS, WRAPPER_UPDATES
    # update_wrapper(wrapper, func)
    return wrapper


@count_time
def add(num=100):
    """
    计算 0~num 累加值,默认num=100
    """
    time.sleep(1)
    return sum([x for x in range(num + 1)])


if __name__ == ‘__main__‘:
    print(‘函数名:‘, add.__name__)
    print(‘属性字典:‘, add.__dict__)
    print(‘函数默认参数:‘, add.__defaults__)
    print(‘函数所在模块:‘, add.__module__)
    print(‘函数文档:‘, add.__doc__)
    
    # 打印两个默认参数
    # WRAPPER_ASSIGNMENTS :__module__‘, ‘__name__‘, ‘__qualname__‘, ‘__doc__‘, ‘__annotations__
    # WRAPPER_UPDATES:__dict__
    print(WRAPPER_ASSIGNMENTS, WRAPPER_UPDATES)
    result = add()
    print(result)

  

需求:

  实现一个装饰器,用它来检查被装饰函数的参数类型,装饰器可以通过函数,指明函数参数类型,进行函数调用的时候,传入参数,检测到不匹配时,抛出异常

那,如何解决这个需求?

  -- 先要获取函数的签名,并且获得装饰器中参数,然后把函数签名和装饰器中参数对应绑定

  -- 把调用函数时候传入的参数和函数签名进行绑定

  -- 把实参和装饰器中定义的数据进行类型比较,不匹配抛出异常

#!/usr/bin/python3

__author__ = ‘beimenchuixue‘
__blog__ = ‘http://www.cnblogs.com/2bjiujiu/‘

from inspect import signature


def check_type(*ty_args, **ty_kwargs):
    def out_wrapper(func):
        # 通过signature方法,获取函数形参:name, age, height
        sig = signature(func)
        # 获得装饰器传来的参数, 函数签名与之绑定,字典类型
        bind_types = sig.bind_partial(*ty_args, **ty_kwargs).arguments
        print(bind_types)
        
        def wrapper(*args, **kwargs):
            # 给执行函数中具体的实参进行和形参进行绑定,形成字典的形式
            func_type = sig.bind(*args, **kwargs).arguments.items()
            print(func_type)
            # 循环形参和实参字典的items()形式
            for name, obj in func_type:
                if name in bind_types:
                    # 判断实参是否是指定类型数据
                    if not isinstance(obj, bind_types[name]):
                        raise TypeError(‘%s must be %s‘ % (name, bind_types[name]))
            # 假如函数有返回值,通过此方法返回函数的返回值
            res = func(*args, **kwargs)
            return res
        
        return wrapper
    
    return out_wrapper


# 通过装饰器实现对函数参数进行类型检查
@check_type(str, int, float)
def func(name, age, height):
    print(name, age, height)


if __name__ == ‘__main__‘:
    # 正常数据
    func(‘bei_men‘, 18, 1.75)
    # 错误数据
    func(‘bei_men‘, ‘18‘, 1.75)

  

案例:

       为分析程序内哪些函数执行时间开销较大,我们需定义一个带timeout参数的装饰器

       需求:

    统计被装饰函数的运行时间

    时间大于timeout时,将此次函数调用记录到log日志中

    运行时可以修改timeout的值

如何解决这个问题?

  1. 定义一个装饰器,计算函数执行时间,并与timeout比较,当大于timeout时候,通过logging模块打印出日志信息
  2. 在包裹函数中添加一个函数,通过这个函数来修改timeout变量
  3. 在python3中用nonlocal来声明嵌套作用域中的变量引用,在python2中可以通过把timeout参数变成列表,通过列表索引来进行改值
    #!/usr/bin/python3
    
    __author__ = ‘beimenchuixue‘
    __blog__ = ‘http://www.cnblogs.com/2bjiujiu/‘
    
    
    import time
    import logging
    from random import randint
    
    
    def run_time(timeout):
        """
        定义检查函数运行时间,并打印对应函数运行时间超出设定时间日志,并支持更改timeout
        """
        
        # python2
        # timeout = [timeout]
        
        # 真正包裹函数
        def out_wrapper(func):
            def wrapper(*args, **kwargs):
                start_time = time.time()
                result = func(*args, **kwargs)
                used_time = time.time() - start_time
                
                # 对于超出timeout的函数进行日志打印
                if used_time > timeout:
                    msg = ‘%s: %s > %s‘ % (func.__name__, used_time, timeout)
                    logging.warn(msg)
                    
                    # python2
                    # if used_time > timeout[0]:
                    #     msg = ‘%s: %s > %s‘ % (func.__name__, used_time, timeout[0])
                    #     logging.warn(msg)
                    # return result
                return result
            
            # 设置timeout参数值
            def set_timeout(value):
                # 声明嵌套域变量,可以更改,python2通过把列表形式进行更改
                nonlocal timeout
                timeout = value
                
            # 定义接口
            wrapper.set_timeout = set_timeout
            
            # python2
            # def set_timeout(value):
            #     timeout[0] = value
            # wrapper.set_timeout = set_timeout
            
            return wrapper
        
        return out_wrapper
    
    
    @run_time(1.5)
    def func():
        # 随机有50%的几率程序沉睡1秒
        while randint(0, 1):
            time.sleep(1)
        print(‘func_run‘)
    
    
    if __name__ == "__main__":
        for _ in range(10):
            func()
        
        print(‘_‘ * 50)
        
        # 更改run_time装饰器中timeout参数
        func.set_timeout(2)
        for _ in range(10):
            func()
    

     

案例:

       实现一个能将函数调用信息记录到日志的装饰器

       需求:

  1. 把每次函数的调用时间,执行时间,调用次数写入日志
  2. 可以对被装饰函数分组,调用信息记录到不同日志
  3. 动态修改参数,比如日志格式
  4. 动态打开关闭日志输出功能

如何解决这个问题?

  为了装饰器的灵活性,定义一个装饰类,把这个类的实例方法当做装饰器,在类中装饰器方法持有实例对象,便于修改属性和扩展功能

#!/usr/bin/python3

__author__ = ‘beimenchuixue‘
__blog__ = ‘http://www.cnblogs.com/2bjiujiu/‘

import logging
from time import time, strftime, localtime, sleep
from random import choice
from functools import wraps


class ToLog():
    def __init__(self, name):
        log = logging.getLogger(name)
        log.setLevel(logging.INFO)
        # 日志保存文件名字
        file_name = logging.FileHandler(name + ‘.log‘)
        # 添加日志文件
        log.addHandler(file_name)
        # 日志格式
        log.info(‘start‘.center(50, ‘-‘))
        self.log = log
        self.temp = ‘%(func)s -> [%(start_time)s - %(used_time)s - %(naclls)s]‘
    
    def go_log(self, func):
        @wraps(func)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            # 函数每调用一次加1
            wrapper.naclls += 1
            
            start_time = time()
            res = func(*args, **kwargs)
            used_time = time() - start_time
            
            info = {}
            info[‘func‘] = func.__name__
            info[‘start_time‘] = start_time
            info[‘used_time‘] = used_time
            info[‘naclls‘] = wrapper.naclls
            
            msg = self.temp % info
            # 把日志按格式写入文件
            self.log.info(msg)
            
            return res
        
        # 初始化调用次数参数
        wrapper.naclls = 0
        
        return wrapper
    
    # 重新定义日志记录模版
    def set_log_temp(self, temp):
        self.temp = temp
    
    # 关闭日志功能
    def log_off(self):
        self.log.setLevel(logging.WARN)
    
    # 打开日志功能
    def log_on(self):
        self.log.setLevel(logging.INFO)


# 实例化出两个装饰器对象
log_one = ToLog(‘one‘)
log_two = ToLog(‘two‘)

# 修改实例2的日志模版,去掉执行时间
log_two.set_log_temp(‘%(func)s -> [%(start_time)s - %(naclls)s]‘)

# 关闭log_two中记录日志功能
log_two.log_off()


@log_one.go_log
def func_one():
    print(‘one‘)


@log_one.go_log
def func_two():
    print(‘two‘)


@log_two.go_log
def func_three():
    print(‘three‘)


if __name__ == ‘__main__‘:
    for _ in range(50):
        choice([func_one, func_two, func_three])()
        sleep(choice([0.5, 1, 1.5]))

 

如何逻辑整理?

  -- 3层 :一层获得value,二层偷梁换柱,三层逻辑处理

  -- 2层:一层偷梁换柱,二层逻辑处理

 

python_装饰器_语法糖

标签:choice   **kwargs   port   处理   rom   数列   应用   strftime   from   

原文地址:http://www.cnblogs.com/2bjiujiu/p/7355266.html

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