【零基础学Python】09-Python装饰器的使用、反射的机制

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🌟 博主简介:

一、装饰器

1.1 定义

核心一句话：
不改动原有函数的源代码、不修改原函数调用方式，就能给函数额外加新功能，遵循开闭原则（对外扩展开放、对内源码封闭，里面的代码你不能改），这就是装饰器。

生活化举例：
你有一杯白开水（原函数，原有功能：喝水），不想倒掉白开水、不改变“拿杯子喝水”的用法，直接往里面加柠檬/冰糖（新增功能），这个“加配料的操作”就等价于装饰器。

装饰器本质是高阶函数：

一个函数，如果能接收别的函数当参数，或者能返回一个新函数，它就叫高阶函数。

说白了:装饰器就是一个函数，它的“原料”是另一个函数。

1.2 装饰器的类型

• 函数的装饰器(常用)
• 类的装饰器
• 方法装饰器

1.3 装饰器的构造

• 装饰器本身是一个函数
• 装饰器的返回值一定是一个函数的引用(就是函数地址，这个地址存在函数名中)
• 装饰器有且只有一个固定的形参
  • 装饰器定义的时候，括号里只能写1个形参，不能多不能少；
  • 这个参数专门用来接住你要包装的那个原始函数地址。
    例：def deco(原函数):这里就一个参数。
• 装饰器本质是闭包
  • 装饰器里面会嵌套一个内层函数，内层函数能留住外面「原函数」这个变量，哪怕外层装饰器运行结束了，内层新函数依旧能调用原来的函数，这种嵌套留变量的结构就叫闭包，所以装饰器=闭包。

一句话理清楚：

装饰器就是一个函数，它会把你原本就写好、需要添加功能的那个函数拿过来，用自己的参数接住这个原函数，也就是接收原函数的地址，在内部给它包上一层新功能，最后把包装好的新函数地址返回给你，让你以后调用原函数时，实际运行的就是加了功能的新函数。

1.4 装饰器的基本定义和使用

1.4.1 使用

首先看一个没有被加强的函数

# 装饰器的使用defshopping():print('进入商城主页')print('开始购物')# 调用购物函数shopping()

那么现在需求就是：我要对这个函数进行加强，就是在购物之前需要用户进行登录才可以，但是我不修改已经定义好的函数，此时我们就可以使用装饰器来完成这样的一个事情，如下：

deflogin(func):definner():print('请登录：')print('登录成功，即将跳到商城首页')# 对购物方法加强func()returninnerdefshopping():print('进入商城主页')print('开始购物')# 此时我们就调用装饰器函数，将shopping函数加强shopping_plus=login(shopping)shopping_plus()# 结果：# 请登录：# 登录成功，即将跳到商城首页# 进入商城主页# 开始购物

1.4.2 一张图解释原理

1.5 装饰器的语法糖

我们上述使用装饰器的时候是需要自己去调用装饰器函数的，但是我们的代码步骤都是固定的，所以这个调用的过程我们有一个语法糖来为我们实现
语法：@装饰器函数
示例：

deflogin(func):definner():print('请登录：')print('登录成功，即将跳到商城首页')# 对购物方法加强func()returninner@logindefshopping():print('进入商城主页')print('开始购物')shopping()

结果：

解释：

注意事项：装饰器函数必须定义在我们的被装饰函数的前面，否则会报错

# 装饰器函数必须定义在我们的被装饰函数的前面，否则会报错@login# 报错：name 'login' is not defineddefshopping():print('进入商城主页')print('开始购物')deflogin(func):definner():print('请登录：')print('登录成功，即将跳到商城首页')# 对购物方法加强func()returninner shopping()

1.6 装饰器使用的案例

案例：通过装饰器来获取一个函数的执行时间

importtime# 使用装饰器假期我们的func函数：注意装饰器函数必须写在前面defout_func(func):definner():# 函数执行前的时间戳begin_time=time.time()# 执行函数func()# 函数执行之后的时间戳end_time=time.time()# 计算函数的执行时间print(f'函数的执行时间：{end_time-begin_time}')# 注意：最后不要忘记了还有返回值returninner# 被加强的函数@out_funcdeffunc():num_list=[]foriinrange(1,10000001):num_list.append(i)# 调用函数func()

结果：

二、反射的机制

2.1 反射的认识

• 反射是基于面向对象类的封装和对象的创建的
• 使用反射，我们可以通过字符串类型对对象中具体某个属性或者方法使用
• 使用反射，我们可以实现对象的属性或者方法进行增删改查

解释
正常是直接写名字调用对象的属性/方法，反射反过来：拿着「字符串文字」就能找到、增删改对象里对应的属性或函数。

拆开通俗解释

1. 普通用法：obj.name，实打实写好属性名字name才能取值；
2. 反射：手里只有字符串"name"这几个文字，照样能找到对象里叫name的属性，查值、改值、删属性、新加方法全都能做；
3. 底层依托类和对象的封装，Python靠getattr/setattr/delattr/hasattr四个内置函数实现这个字符串匹配功能。

生活化举例
手机（对象）自带【打电话】功能，正常点开图标（直接写方法名phone.call()），反射就是只输入文字"call"，系统凭这串文字自动打开打电话功能，还能新增APP、卸载APP、修改APP参数。

2.2 反射的使用-添加或者覆盖(修改)

2.2.1 添加

案例：给x这个对象，新增一个新的方法
前提：要有这个方法或者这个方法的引用，也就是必须有这个方法
语法：setattr(对象，方法名，函数引用)

• 方法名必须是字符串形式，以字符串参数传递
• 函数引用可以是自定义的函数地址，也可以内建函数的地址(地址存在我们的函数名中)

示例：内建函数

classA:defa(self):print('调用实例方法a~')defb(self):print('调用实例方法b~')defc(self):print('调用实例方法c~')defd(self):print('调用实例方法d~')# 实例化一个对象x=A()# 需求：给这个x对象新增一个输入的方法(内建函数print)setattr(x,'e',print)x.e('我是x对象新增的e方法')

结果：

示例：自定义函数

# 添加自定义函数classA:defa(self):print('调用实例方法a~')defb(self):print('调用实例方法b~')defc(self):print('调用实例方法c~')defd(self):print('调用实例方法d~')# 自己定义一个函数deffunc(name):print(f'我是新增的函数，我的名字是{name}')# 实例化一个对象x=A()# 需求：给这个x对象新增一个自定义的方法setattr(x,'f',func)x.f('弹简特')

结果：

2.2.1 覆盖（修改）

案例：x这个对象，覆盖这个对象原来的方法，使用新方法的功能
前提：要有这个新方法或者这个新方法的引用，也就是必须有这个新方法
语法：setattr(对象，对象中被覆盖的方法名，函数引用)

• 对象中被覆盖的方法名必须是字符串形式，以字符串参数传递
• 函数引用可以是自定义的函数地址，也可以内建函数的地址(地址存在我们的函数名中)

示例：

# x这个对象，覆盖这个对象原来的方法，使用新方法的功能# 添加自定义函数classA:defa(self):print('调用实例方法a~')defb(self):print('调用实例方法b~')defc(self):print('调用实例方法c~')defd(self):print('调用实例方法d~')# 自己定义一个函数deffunc():print('我是覆盖a函数的新函数，我的名字是 李四')# 实例化一个对象x=A()print('覆盖之前：')x.a()# 结果：# 覆盖之前：# 调用实例方法a~print('---'*100)print('覆盖之后：')setattr(x,'a',func)x.a()# 结果：# 覆盖之后：# 我是覆盖a函数的新函数，我的名字是 李四

结果：

2.3 反射的使用-删除属性和方法

2.3.1 删除实例属性

案例：给x这个对象，删除这个对象里面的money实例属性
语法：delattr(对象名，'实例属性名')

示例：

classA:def__init__(self,money):# 实例属性self.money=moneydefa(self):print('调用实例方法a~')defb(self):print('调用实例方法b~')defc(self):print('调用实例方法c~')defd(self):print('调用实例方法d~')# 实例化一个对象x=A(100)# 需求：删除x这个对象的实例属性money# 删除之前 可以调用实例属性print(x.money)# 开始删除实例属性delattr(x,'money')# 删除之后实例属性调用不了print(x.money)# 报错结果：AttributeError: 'A' object has no attribute 'money'

2.3.2 删除类属性

案例：给x这个对象，删除这个对象里面的name类属性
语法：delattr(对象名，'类属性名')

示例：

classA:# 类属性name='李四'defa(self):print('调用实例方法a~')defb(self):print('调用实例方法b~')defc(self):print('调用实例方法c~')defd(self):print('调用实例方法d~')# 实例化一个对象x=A()# 需求： 删除x这个对象里面的name类属性# 删除之前 可以调用类属性print(A.name)# 开始删除类属性delattr(x,'name')# 删除之后调用不了类属性print(A.name)# 报错结果：AttributeError: 'A' object has no attribute 'name'

2.3.3 删除实例方法

案例：给x这个对象，删除这个对象里面的实例a方法
语法：delattr(对象名，'实例方法名')

示例：

# 删除实例方法classA:defa(self):print('调用实例方法a~')defb(self):print('调用实例方法b~')defc(self):print('调用实例方法c~')defd(self):print('调用实例方法d~')# 实例化一个对象x=A()# 需求： 删除x这个对象里面的a实例方法# 删除之前 可以调用实例方法x.a()# 开始删除实例方法delattr(x,'a')# 删除之后调用不了实例方法x.a()# 报错结果：AttributeError: 'A' object has no attribute 'a'

2.3.4 删除类方法

案例：给x这个对象，删除这个对象里面的累e方法
语法：delattr(对象名，'类方法名')

示例：

# 删除类方法classA:defa(self):print('调用实例方法a~')defb(self):print('调用实例方法b~')defc(self):print('调用实例方法c~')defd(self):print('调用实例方法d~')# 定义一个类方法@classmethoddefe(cls):print('我是一个类方法')# 实例化一个对象x=A()# 需求： 删除x这个对象里面的e类方法# 删除之前 可以调用实例方法A.e()# 开始删除实例方法delattr(x,'e')# 删除之后调用不了实例方法A.e()# 报错结果：AttributeError: 'A' object has no attribute 'e'

2.4 反射的使用-查询

案例：x这个对象，删除这个对象中是否有属性或者方法
语法：hasattr(对象名，'属性或者方法名')
返回值：hasattr()返回的是布尔类型
示例：

classA:# 实例属性name='tan'# 初始化实例属性的函数def__init__(self,money):self.money=money# 类方法@classmethoddefe(cls):print('我是类方法e~')# 实例方法defa(self):print('调用实例方法a~')defb(self):print('调用实例方法b~')defc(self):print('调用实例方法c~')defd(self):print('调用实例方法d~')# 实例化一个对象x=A(200)# 查询是否有实例属性：有print(hasattr(x,'money'))# True# 查询是否有实例方法：有print(hasattr(x,'a'))# True# 查询是否有类属性：有print(hasattr(x,'name'))# True# 查询是否有类方法：有print(hasattr(x,'e'))# True# 查询是否有实例属性：没有print(hasattr(x,'money_no'))# False# 查询是否有实例方法：没有print(hasattr(x,'f'))# False# 查询是否有类属性：没有print(hasattr(x,'name_no'))# False# 查询是否有类方法：没有print(hasattr(x,'e_no'))# False

2.5 反射读取属性或方法

2.5.1 使用

案例：可以使用getattr()反射把我们对象的属性或者方法传递给指定变量进行使用
语法：getattr(对象名，'属性或者方法名')
返回值：getattr()返回的是对应的属性值或者方法的地址值

示例：

classA:# 实例属性name='tan'# 初始化实例属性的函数def__init__(self,money):self.money=money# 类方法@classmethoddefe(cls):print('我是类方法e~')# 实例方法defa(self):print('调用实例方法a~')# 实例化一个对象x=A(200)# 实例属性m_i=getattr(x,'money')print(m_i)# 200# 实例方法a_i=getattr(x,'a')a_i()# 调用实例方法a~# 类属性name_c=getattr(x,'name')print(name_c)# tan# 类方法e_c=getattr(x,'e')e_c()# 我是类方法e~

2.5.2 扩展技巧

扩展：将我们的所有方法的名字放到列表中，通过遍历列表反射提取掉用
示例：

classA:# 实例方法defa(self):print('调用实例方法a~')defb(self):print('调用实例方法b~')defc(self):print('调用实例方法c~')defd(self):print('调用实例方法d~')x=A()# 将我们的所有方法的名字放到列表中，通过遍历列表反射提取掉用foriin['a','b','c','d']:f=getattr(x,i)f()

结果：

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