Python有大量強大又貼心的特性，如果要列個最受歡迎排行榜，那么裝飾器絕對會在其中。
初識裝飾器，會感覺到優雅且神奇，想親手實現時卻總有距離感，就像深閨的冰美人一般。這往往是因為理解裝飾器時把其他的一些概念混雜在一起了。待我撫去層層面紗，你會看到純粹的裝飾器其實蠻簡單直率的。
裝飾器的原理
在解釋器下跑個裝飾器的例子，直觀地感受一下。
# make_bold就是裝飾器，實現方式這里略去
>>> @make_bold... def get_content():... return 'hello world'...>>> get_content()'<b>hello world</b>'
被 make_bold 裝飾的 get_content ，調用后返回結果會自動被 b 標簽包住。怎么做到的呢，簡單4步就能明白了。
1. 函數是對象
我們定義個 get_content 函數。這時 get_content 也是個對象，它能做所有對象的操作。
def get_content(): return 'hello world'
它有 id ，有 type ，有值。
>>> id(get_content)140090200473112>>> type(get_content)<class 'function'>>>> get_content<function get_content at 0x7f694aa2be18>
跟其他對象一樣可以被賦值給其它變量。
>>> func_name = get_content>>> func_name()'hello world'
它可以當參數傳遞，也可以當返回值
>>> def foo(bar):... print(bar())... return bar...>>> func = foo(get_content)hello world>>> func()'hello world'
2. 自定義函數對象
我們可以用 class 來構造函數對象。有成員函數 __call__ 的就是函數對象了，函數對象被調用時正是調用的 __call__ 。
class FuncObj(object): def __init__(self, name): print('Initialize') self.name= name def __call__(self): print('Hi', self.name)我們來調用看看。可以看到， 函數對象的使用分兩步：構造和調用 (同學們注意了，這是考點)。
>>> fo = FuncObj('python')Initialize>>> fo()Hi python3. @ 是個語法糖
裝飾器的 @ 沒有做什么特別的事，不用它也可以實現一樣的功能，只不過需要更多的代碼。
@make_bolddef get_content(): return 'hello world'# 上面的代碼等價于下面的def get_content(): return 'hello world'get_content = make_bold(get_content)
make_bold 是個函數，要求入參是函數對象，返回值是函數對象。 @ 的語法糖其實是省去了上面最后一行代碼，使可讀性更好。用了裝飾器后，每次調用 get_content ，真正調用的是 make_bold 返回的函數對象。
4. 用類實現裝飾器
入參是函數對象，返回是函數對象，如果第2步里的類的構造函數改成入參是個函數對象，不就正好符合要求嗎？我們來試試實現 make_bold 。
class make_bold(object): def __init__(self, func): print('Initialize') self.func = func def __call__(self): print('Call') return '<b>{}</b>'.format(self.func())大功告成，看看能不能用。
>>> @make_bold... def get_content():... return 'hello world'...Initialize>>> get_content()Call'<b>hello world</b>'
成功實現裝飾器！是不是很簡單？
這里分析一下之前強調的 構造 和 調用 兩個過程。我們去掉 @ 語法糖好理解一些。
# 構造，使用裝飾器時構造函數對象，調用了__init__
>>> get_content = make_bold(get_content)Initialize# 調用，實際上直接調用的是make_bold構造出來的函數對象>>> get_content()Call'<b>hello world</b>'
到這里就徹底清楚了，完結撒花，可以關掉網頁了~~~(如果只是想知道裝飾器原理的話)
函數版裝飾器
閱讀源碼時，經常見到用嵌套函數實現的裝飾器，怎么理解？同樣僅需4步。
1. def 的函數對象初始化
用 class 實現的函數對象很容易看到什么時候 構造 的，那 def 定義的函數對象什么時候 構造 的呢？
# 這里的全局變量刪去了無關的內容
>>> globals(){}>>> def func():... pass...>>> globals(){'func': <function func at 0x10f5baf28>}不像一些編譯型語言，程序在啟動時函數已經構造那好了。上面的例子可以看到，執行到 def 會才構造出一個函數對象，并賦值給變量 make_bold 。
這段代碼和下面的代碼效果是很像的。
class NoName(object): def __call__(self): passfunc = NoName()
2. 嵌套函數
Python的函數可以嵌套定義。
def outer(): print('Before def:', locals()) def inner(): pass print('After def:', locals()) return innerinner 是在 outer 內定義的，所以算 outer 的局部變量。執行到 def inner 時函數對象才創建，因此每次調用 outer 都會創建一個新的 inner 。下面可以看出，每次返回的 inner 是不同的。
>>> outer()Before def: {}After def: {'inner': <function outer.<locals>.inner at 0x7f0b18fa0048>}<function outer.<locals>.inner at 0x7f0b18fa0048>>>> outer()Before def: {}After def: {'inner': <function outer.<locals>.inner at 0x7f0b18fa00d0>}<function outer.<locals>.inner at 0x7f0b18fa00d0>3. 閉包
嵌套函數有什么特別之處？因為有閉包。
def outer(): msg = 'hello world' def inner(): print(msg) return inner
下面的試驗表明， inner 可以訪問到 outer 的局部變量 msg 。
>>> func = outer()>>> func()hello world
閉包有2個特點
1. inner 能訪問 outer 及其祖先函數的命名空間內的變量(局部變量，函數參數)。
2. 調用 outer 已經返回了，但是它的命名空間被返回的 inner 對象引用，所以還不會被回收。
這部分想深入可以去了解Python的LEGB規則。
4. 用函數實現裝飾器
裝飾器要求入參是函數對象，返回值是函數對象，嵌套函數完全能勝任。
def make_bold(func): print('Initialize') def wrapper(): print('Call') return '<b>{}</b>'.format(func()) return wrapper用法跟類實現的裝飾器一樣。可以去掉 @ 語法糖分析下 構造 和 調用 的時機。
>>> @make_bold... def get_content():... return 'hello world'...Initialize>>> get_content()Call'<b>hello world</b>'
因為返回的 wrapper 還在引用著，所以存在于 make_bold 命名空間的 func 不會消失。 make_bold 可以裝飾多個函數， wrapper 不會調用混淆，因為每次調用 make_bold ，都會有創建新的命名空間和新的 wrapper 。
到此函數實現裝飾器也理清楚了，完結撒花，可以關掉網頁了~~~(后面是使用裝飾的常見問題)
常見問題
1. 怎么實現帶參數的裝飾器？
帶參數的裝飾器，有時會異常的好用。我們看個例子。
>>> @make_header(2)... def get_content():... return 'hello world'...>>> get_content()'<h2>hello world</h2>'
怎么做到的呢？其實這跟裝飾器語法沒什么關系。去掉 @ 語法糖會變得很容易理解。
@make_header(2)def get_content(): return 'hello world'# 等價于def get_content(): return 'hello world'unnamed_decorator = make_header(2)get_content = unnamed_decorator(get_content)
上面代碼中的 unnamed_decorator 才是真正的裝飾器， make_header 是個普通的函數，它的返回值是裝飾器。
來看一下實現的代碼。
def make_header(level): print('Create decorator') # 這部分跟通常的裝飾器一樣，只是wrapper通過閉包訪問了變量level def decorator(func): print('Initialize') def wrapper(): print('Call') return '<h{0}>{1}</h{0}>'.format(level, func()) return wrapper # make_header返回裝飾器 return decorator看了實現代碼，裝飾器的 構造 和 調用 的時序已經很清楚了。
>>> @make_header(2)... def get_content():... return 'hello world'...Create decoratorInitialize>>> get_content()Call'<h2>hello world</h2>'
2. 如何裝飾有參數的函數？
為了有條理地理解裝飾器，之前例子里的被裝飾函數有意設計成無參的。我們來看個例子。
@make_bolddef get_login_tip(name): return 'Welcome back, {}'.format(name)最直接的想法是把 get_login_tip 的參數透傳下去。
class make_bold(object): def __init__(self, func): self.func = func def __call__(self, name): return '<b>{}</b>'.format(self.func(name))如果被裝飾的函數參數是明確固定的，這么寫是沒有問題的。但是 make_bold 明顯不是這種場景。它既需要裝飾沒有參數的 get_content ，又需要裝飾有參數的 get_login_tip 。這時候就需要可變參數了。
class make_bold(object): def __init__(self, func): self.func = func def __call__(self, *args, **kwargs): return '<b>{}</b>'.format(self.func(*args, **kwargs))當裝飾器不關心被裝飾函數的參數，或是被裝飾函數的參數多種多樣的時候，可變參數非常合適?？勺儏挡粚儆谘b飾器的語法內容，這里就不深入探討了。
3. 一個函數能否被多個裝飾器裝飾？
下面這么寫合法嗎？
@make_italic@make_bolddef get_content(): return 'hello world'
合法。上面的的代碼和下面等價，留意一下裝飾的順序。
def get_content(): return 'hello world'get_content = make_bold(get_content) # 先裝飾離函數定義近的get_content = make_italic(get_content)
4. functools.wraps 有什么用？
Python的裝飾器倍感貼心的地方是對調用方透明。調用方完全不知道也不需要知道調用的函數被裝飾了。這樣我們就能在調用方的代碼完全不改動的前提下，給函數patch功能。
為了對調用方透明，裝飾器返回的對象要偽裝成被裝飾的函數。偽裝得越像，對調用方來說差異越小。有時光偽裝函數名和參數是不夠的，因為Python的函數對象有一些元信息調用方可能讀取了。為了連這些元信息也偽裝上， functools.wraps 出場了。它能用于把被調用函數的 __module__ ， __name__ ， __qualname__ ， __doc__ ， __annotations__ 賦值給裝飾器返回的函數對象。
import functoolsdef make_bold(func): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kwargs): return '<b>{}</b>'.format(func(*args, **kwargs)) return wrapper對比一下效果。
>>> @make_bold... def get_content():... '''Return page content'''... return 'hello world'# 不用functools.wraps的結果>>> get_content.__name__'wrapper'>>> get_content.__doc__>>># 用functools.wraps的結果>>> get_content.__name__'get_content'>>> get_content.__doc__'Return page content'
實現裝飾器時往往不知道調用方會怎么用，所以養成好習慣加上 functools.wraps 吧。
這次是真·完結了，撒花吧~~~
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