装饰器
实际上理解装饰器的作用很简单，在看core python相关章节的时候大概就是这种感觉。只是在实际应用的时候，发现自己很难靠直觉决定如何使用装饰器，特别是带参数的装饰器，于是摊开来思考了一番，写下一些心得。装饰器简述
为了完整起见，这里简要说明一下装饰器的语法。装饰器分为带参数得装饰器以及不带参数得装饰器。装饰器以及使用效果看起来大概是这样的。
#语法是这个样子的@decorator(dec_opt_args)def func2Bdecorated(func_opt_args): ... #不带参数的装饰器 @dec1 @dec2 def func(): ... #这个函数声明等价于 func = dec1(dec2(func)) #带参数的装饰器 @dec(some_args) def func(): ... #这个函数声明等价于 func = dec(some_args)(func)
不带参数的装饰器需要注意的一些细节
这里将说明使用带参数的装饰器时需要注意的一些细节。并会实现一个简单缓存装饰器，来帮助理解。
1. 关于装饰器函数(decorator)本身
对于被装饰的函数func，不带参数的装饰器接受一个函数为参数，并返回一个装饰过的函数decorated_func。因为对返回的函数没有限制，所以decorator函数甚至可以返回与func完全无关的新函数。但是大部分情况下，decorated_func是对func的额外处理，因此一个装饰器一般对应两个函数，一个是decorator函数，用来进行一些初始化操作处理，一个是decorated_func用来实现对被装饰的函数func的额外处理。并且为了保持对func的引用，decorated_func一般作为decorator的内部函数，比如：
#一般将decorated_func作为decorator的内部函数#因为内部函数可以保持对func的引用(详见(1)的闭包讲解)>>> def decorator(func): ... print 'init opration' ... def decorated_func(): ... return func(2) ... return decorated_func ...
2. decorator函数只在函数声明的时候被调用一次
装饰器实际上是语法糖，在声明函数之后就会被调用，产生decorated_func，并把func符号的引用替换为decorated_func。之后每次调用func函数，实际调用的是decorated_func。
>>> def decorator(func): ... def decorated_func(): ... func(1) ... return decorated_func ... #声明时就被调用 >>> @decorator ... def func(x): ... print x ... decorator being called #使用func()函数实际上使用的是decorated_func函数 >>> func() 1 >>> func.__name__ 'decorated_func'
如果要保证返回的decorated_func的函数名与func的函数名相同，应当在decorator函数返回decorated_func之前，加入decorated_func.__name__ = func.__name__， 另外functools模块提供了wraps装饰器，可以完成这一动作。
#@wraps(func)的操作相当于#在return decorated_func之前，执行#decorated_func.__name__ = func.__name__#func作为装饰器参数传入， #decorated_func则作为wraps返回的函数的参数传入 >>> def decorator(func): ... @wraps(func) ... def decorated_func(): ... func(1) ... return decorated_func ... #声明时就被调用 >>> @decorator ... def func(x): ... print x ... decorator being called #使用func()函数实际上使用的是decorated_func函数 >>> func() 1 >>> func.__name__ 'func'
3. decorator函数局部变量的妙用
因为closure的特性（详见(1)部分闭包部分的详解），decorator声明的变量会被decorated_func.func_closure引用，所以调用了decorator方法结束之后，decorator方法的局部变量也不会被回收，因此可以用decorator方法的局部变量作为计数器，缓存等等。值得注意的是，如果要改变变量的值，该变量一定要是可变对象，因此就算是计数器，也应当用列表来实现。并且声明一次函数调用一次decorator函数，所以不同函数的计数器之间互不冲突，例如：
#!/usr/bin/env python#filename decorator.pydef decorator(func): #注意这里使用可变对象 a = [0] def decorated_func(*args,**keyargs): func(*args, **keyargs) #因为闭包是浅拷贝，如果是不可变对象，每次调用完成后符号都会被清空，导致错误 a[0] += 1 print "%s have bing called %d times" % (func.__name__, a[0]) return decorated_func @decorator def func(x): print x @decorator def theOtherFunc(x): print x
>>> from decorator import func>>> from decorator import theOtherFunc>>> func(0)0 func have bing called 1 times >>> func(0) 0 func have bing called 2 times >>> func(0) 0 func have bing called 3 times >>> theOtherFunc(0) 0 theOtherFunc have bing called 1 times >>> theOtherFunc(1) 1 theOtherFunc have bing called 2 times >>> theOtherFunc(2) 2 theOtherFunc have bing called 3 times
4. 简单的结果缓存装饰器
#coding=UTF-8#!/usr/bin/env python#filename decorator.pyimport timefrom functools import wraps def decorator(func): "cache for function result, which is immutable with fixed arguments" print "initial cache for %s" % func.__name__ cache = {} @wraps(func) def decorated_func(*args,**kwargs): #key必须是可哈希对象 #这里其实不严谨，如果kwargs值有不可哈希对象会出错 #简单起见这里不再做特殊处理 key = (args, tuple(kwargs.items())) result = None #判断是否存在缓存 if key in cache: (result, updateTime) = cache[key] #过期时间固定为10秒 if time.time() -updateTime < 10: print "cache hit for", key else : print "cache expired for", key result = None else: print "no cache for ", key #如果过期，或则没有缓存调用方法 if result is None: result = func(*args, **kwargs) cache[key] = (result, time.time()) return result return decorated_func @decorator def func(x): if x <=1: return 1 return x + func(x-1) >>> from decorator import funcinitial cache for func >>> func(5) no cache for ((5,), ()) no cache for ((4,), ()) no cache for ((3,), ()) no cache for ((2,), ()) no cache for ((1,), ()) 15 >>> func(5) cache hit for ((5,), ()) 15 >>> func(1) cache expired for ((1,), ()) 1 >>> func(2) cache expired for ((2,), ()) cache hit for ((1,), ()) 3
带参数的装饰器
熟悉了不带参数的装饰器的使用之后，理解带参数的装饰器就简单很多了。带参数的装饰器主要用来传递一些设置，或者用来选择不同的装饰器。
我们已经知道，不带参数的装饰器调用decorator返回decorated_func。那么带参数的装饰器，就是返回decorator方法，再由decorator方法处理后，返回decorated_func。因此带参数的装饰器一般由3个方法组成，首先，调用settings_func用来接受参数, 并选择decorator方法， 之后调用返回的decorator方法产生decorated_func来对func进行额外处理。 有了settings_func我们就可以对decorator进行定制。如之前的实现的缓存方法，过期时间固定为10秒，有了settings_func我们就可以自定义过期时间，判断是否进行调试输出等。
1. 为缓存装饰器增加配置参数
这里加入了对过期时间的配置，和调试输出的开关。
#coding=UTF-8#!/usr/bin/env python#filename decorator.pyimport timefrom functools import wraps def cache(expirationTime, debug=False): def decorator(func): if debug: print "initial cache for %s" % func.__name__ cache = {} @wraps(func) def decorated_func(*args,**kwargs): #key必须是可哈希对象 #这里其实不严谨，如果kwargs值有不可哈希对象会出错 #简单起见这里不再做特殊处理 key = (args, tuple(kwargs.items())) result = None if key in cache: (result, updateTime) = cache[key] if time.time() -updateTime < expirationTime: print "cache hit for", key else : if debug: print "cache expired for", key result = None elif debug: print "no cache for ", key if result is None: result = func(*args, **kwargs) cache[key] = (result, time.time()) return result return decorated_func return decorator @cache(10) def func(x): if x <=1: return 1 return x + func(x-1) 可以看到除了cache hit，其他的消息都被debug=False关闭了。
>>> func(5)15 >>> func(1) cache hit for ((1,), ()) 1 >>> func(2) cache hit for ((2,), ()) 3 >>> func(3) cache hit for ((2,), ()) 6
被装饰的函数共用变量
上面的例子由于装饰器的变量（计数器，缓存）是在装饰器的方法中声明的，所以不同方法的这些变量是不通用的。要使得同一个装饰器装饰的不同方法变量通用（如共用缓存等），可以使用类属性，或全局变量来实现。
lambda表达式
lambda表达式实际上就是匿名函数，类似javascript的function([arg1,[arg2[...]]]){...}。 python中lambda表达式返回的就是函数实例。 语法中lambda后面跟随的是参数， 冒号后面跟随的是返回的结果。
>>> bar = lambda x,y : x+y>>> type(bar)>>> bar(1,2) 3
同时，lambda表达式也具有closure（闭包）的特性：
>>> def foo(): ... x = 5 ... y = 5 ... bar = lambda : x+y ... return bar ... >>> foo()() 10
总之，函数具有的特性，lambda表达式都具有。像给参数赋默认值啊， lambda内部的变量不受外部影响啊，全部都与函数的行为一模一样。
#默认参数>>> y=2>>> bar = lambda x, y =y : x + y >>> bar(3) 5 #lambda定义的变量不受外部影响 >>> y = 5 >>> bar(3) 5 >>>