Python中用Decorator来简化元编程的教程

2024-04-02 05:48:03 173

少劳多得

Decorator与Python之前引入的元编程抽象有着某些共同之处：即使没有这些技术，您也一样可以实现它们所提供的功能。正如MicheleSimionato和我在可爱的Python专栏的早期文章中指出的那样，即使在Python1.5中，也可以实现Python类的创建，而不需要使用“元类”挂钩。

Decorator根本上的平庸与之非常类似。Decorator所实现的功能就是修改紧接Decorator之后定义的函数和方法。这总是可能的，但这种功能主要是由Python2.2中引入的classmethod()和staticmethod()内置函数驱动的。在旧式风格中，您可以调用classmethod()，如下所示：
清单1.典型的“旧式”classmethod

classC:
deffoo(cls,y):
print"classmethod",cls,y
foo=classmethod(foo)

虽然classmethod()是内置函数，但并无独特之处；您也可以使用自己的方法转换函数。例如：
清单2.典型的“旧式”方法的转换

defenhanced(meth):
defnew(self,y):
print"Iamenhanced"
returnmeth(self,y)
returnnew
classC:
defbar(self,x):
print"somemethodsays:",x
bar=enhanced(bar)

decorator所做的一切就是使您避免重复使用方法名，并且将decorator放在方法定义中第一处提及其名称的地方。例如：
清单3.典型的“旧式”classmethod

classC:
@classmethod
deffoo(cls,y):
print"classmethod",cls,y
@enhanced
defbar(self,x):
print"somemethodsays:",x

decorator也可以用于正则函数，采用的是与类中的方法相同的方式。令人惊奇的是，这一切是如此简单（严格来说，甚至有些不必要），只需要对语法进行简单修改，所有东西就可以工作得更好，并且使得程序的论证更加轻松。通过在方法定义的函数之前列出多个decorator，即可将decorator链接在一起；良好的判断可以有助于防止将过多decorator链接在一起，不过有时候将几个decorator链接在一起是有意义的：
清单4.链接decorator

@synchronized
@logging
defmyfunc(arg1,arg2,...):
#...dosomething
#decoratorsareequivalenttoendingwith:
#myfunc=synchronized(logging(myfunc))
#Nestedinthatdeclarationorder

Decorator只是一个语法糖，如果您过于急切，那么它就会使您搬起石头砸了自己的脚。decorator其实就是一个至少具有一个参数的函数——程序员要负责确保decorator的返回内容仍然是一个有意义的函数或方法，并且实现了原函数为使连接有用而做的事情。例如，下面就是decorator两个不正确的用法：
清单5.没有返回函数的错误decorator

>>>defspamdef(fn):
...print"spam,spam,spam"
...
>>>@spamdef
...defuseful(a,b):
...printa**2+b**2
...
spam,spam,spam
>>>useful(3,4)
Traceback(mostrecentcalllast):
File"<stdin>",line1,in?
TypeError:'NoneType'objectisnotcallable

decorator可能会返回一个函数，但这个函数与未修饰的函数之间不存在有意义的关联：
清单6.忽略传入函数的decorator

>>>defspamrun(fn):
...defsayspam(*args):
...print"spam,spam,spam"
...returnsayspam
...
>>>@spamrun
...defuseful(a,b):
...printa**2+b**2
...
>>>useful(3,4)
spam,spam,spam

最后，一个表现更良好的decorator可以在某些方面增强或修改未修饰函数的操作：
清单7.修改未修饰函数行为的decorator

>>>defaddspam(fn):
...defnew(*args):
...print"spam,spam,spam"
...returnfn(*args)
...returnnew
...
>>>@addspam
...defuseful(a,b):
...printa**2+b**2
...
>>>useful(3,4)
spam,spam,spam
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您可能会质疑，useful()到底有多么有用？addspam()真的是那样出色的增强吗？但这种机制至少符合您通常能在有用的decorator中看到的那种模式。

高级抽象简介

根据我的经验，元类应用最多的场合就是在类实例化之后对类中的方法进行修改。decorator目前并不允许您修改类实例化本身，但是它们可以修改依附于类的方法。这并不能让您在实例化过程中动态添加或删除方法或类属性，但是它让这些方法可以在运行时根据环境的条件来变更其行为。现在从技术上来说，decorator是在运行class语句时应用的，对于顶级类来说，它更接近于“编译时”而非“运行时”。但是安排decorator的运行时决策与创建类工厂一样简单。例如：
清单8.健壮但却深度嵌套的decorator

defarg_sayer(what):
defwhat_sayer(meth):
defnew(self,*args,**kws):
printwhat
returnmeth(self,*args,**kws)
returnnew
returnwhat_sayer

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