Python高级特性:详解装饰器与生成器


Python高级特性:详解装饰器与生成器

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来源:投稿作者:sunny
编辑:学姐
在Python中,装饰器(Decorator)和生成器(Generator)如同两件神秘法宝,让开发者能以更优雅的方式解决复杂问题,前者赋予代码超越流程控制的能力,后者则开辟了内存优化的新维度。
假设我们正在开发一个Web框架,需要为所有路由函数添加身份验证和日志记录功能。传统做法需要修改每个函数:
当需要修改认证逻辑时,必须逐个修改所有函数。这显然违反了DRY(Don’tRepeatYourself)原则。
装饰器本质上是一个高阶函数,它接收一个函数作为参数,返回一个新的增强函数。
基础版装饰器:
代码解析:
@log_decorator是语法糖,等价于add=log_decorator(add)
wrapper函数保留了原函数的参数(*args,**kwargs)
通过闭包特性保留了原函数的引用
当需要配置装饰器行为时(如设置日志级别),可以使用三层嵌套:
关键点:
最外层函数接收装饰器参数
中间层函数接收被装饰函数
最内层函数实现增强逻辑
装饰器不仅限于函数,还可以用类实现:
魔法方法解析:
__call__方法使类实例成为可调用对象
通过self.func保留原函数引用
可以维护状态(如调用次数)
性能分析:记录函数执行时间
缓存优化:记忆化(Memoization)
权限控制:基于角色的访问控制
生成器是迭代器的进化版,先回顾迭代器协议:
生成器使用yield语句替代复杂的迭代器实现:
关键特性:
惰性求值:每次产生一个值,不保存全部结果
状态保存:yield会保留函数执行上下文
内存高效:适合处理大数据流
类似列表推导式,但使用圆括号:
生成器可以作为简单的协程使用,通过send()方法发送值:
大数据处理:逐行读取文件
数学序列生成:斐波那契数列
管道处理:数据流水线
为生成器添加预处理/后处理逻辑:
结合生成器和装饰器实现简单任务队列:
装饰器可能破坏原函数的元数据,使用functools.wraps修复:
通过反汇编观察生成器状态:
对比列表和生成器的内存使用:
保持装饰器简单:避免在装饰器中实现复杂业务逻辑
明确装饰器作用:通过命名清晰表达功能(如@login_required)
使用wraps保持元数据
避免多层嵌套装饰器的执行顺序问题
优先选择生成器表达式而非列表推导式处理大数据
需要状态保持时使用生成器函数
复杂数据流处理使用生成器管道
避免在生成器中执行阻塞IO操作(考虑使用异步框架)
使用inspect模块检查装饰器:
生成器调试:
-END-
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文章作者: ZejunCao
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