装饰器与高阶函数

发布时间：2023-06-29 14:08:52 所属栏目：教程来源：

导读：我们本节课的重点装饰器本质上其实就是一个特殊的高阶函数，那么它特殊在哪里呢？

通过上面的两个例子我们可以了解到高阶函数有两个特性：

输入参数是函数；
输出返回值是函数。
而装饰器（decorate）则是两

我们本节课的重点装饰器本质上其实就是一个特殊的高阶函数，那么它特殊在哪里呢？

通过上面的两个例子我们可以了解到高阶函数有两个特性：

输入参数是函数；
输出返回值是函数。
而装饰器（decorate）则是两种特性都具备，也就是说装饰器函数的参数是一个函数，返回值也是一个函数。

函数 decorate 对函数 input 的功能进行扩充，生成并返回一个新的函数 output，新的函数 output 的功能基于函数 input。装饰器的中装饰的含义是指：对函数 input 的功能进行装饰 (扩充功能)，得到一个新函数 output。

装饰器的用途
既然我们已经知道了装饰器本质上就是一个函数，只不过比较特殊而已，下面我们就一起来看下装饰器可以用在什么地方：

需求
使用 Python 编写了 3 种排序算法：

quick_sort，快速排序；
bubble_sort，冒泡排序；
select_sort，选择排序。
现在需要对这 3 个算法进行性能评测，记录并打印每个排序算法的执行时间。

import time
def quick_sort():
time.sleep()
def bubble_sort():
time.sleep()
def select_sort():
time.sleep()
引入 time 模块，使用 time.sleep () 模拟函数的执行时间；使用 time.sleep (1) 模拟 quick_sort 的执行时间为 1 秒；使用 time.sleep (2) 模拟 bubble_sort 的执行时间为 2 秒；使用 time.sleep (3) 模拟 select_sort 的执行时间为 3 秒。

不使用装饰器
对于这个需求，我们先不使用装饰器，仅使用 Python 的基础语法完成任务，如下所示：

import time
def quick_sort():
start_time = time.time()
time.sleep()
end_time = time.time()
print('%.2f seconds' % (end_time - start_time))
引入 time 模块，需要使用 sleep 方法；在函数的头部，记录开始时间 start_time；在函数的尾部，记录结束时间 end_time；打印开始时间和结束时间的差，即函数的执行时间。

def bubble_sort():
start_time = time.time()
time.sleep()
end_time = time.time()
print('%.2f seconds' % (end_time - start_time))
def select_sort():
start_time = time.time()
time.sleep()
end_time = time.time()
print('%.2f seconds' % (end_time - start_time))
使用同样的方法，对 bubble_sort 和 select_sort 进行修改。

quick_sort()
bubble_sort()
select_sort()
依次调用 quick_sort、bubble_sort、select_sort，打印它们各自的运行时间，程序输出如下：

1.00 seconds
2.00 seconds
3.00 seconds

使用装饰器
在上一个小节中，我们没有使用装饰器同样完成了需求，但是这样做存在一个明显的问题：

quick_sort、bubble_sort、select_sort 存在代码重复；
在函数头部记录开始时间、在函数尾部记录结束时间，逻辑是完全相同的。
而通过使用装饰器，可以消除代码重复，代码如下：

import time
def quick_sort():
time.sleep()
def bubble_sort():
time.sleep()
def select_sort():
time.sleep()
在上一节的例子中，需要对 quick_sort、bubble_sort 和 select_sort 进行修改。在本节的例子中，不对 quick_sort、bubble_sort 和 select_sort 进行任何修改。

def decorate(input_sort):
def output_sort():
start_time = time.time()
input_sort()
end_time = time.time()
print('%.2f seconds' % (end_time - start_time))
return output_sort
装饰器 decorate 是一个高阶函数，输入参数 input_sort 是一个排序函数，返回值是 output_sort 一个功能增强的排序函数。

在第 3 行，在 output_sort 函数的头部，记录开始时间，调用原排序函数 input_sort；在第 5 行，在 output_sort 函数的尾部，记录结束时间。

quick_sort = decorate(quick_sort)
bubble_sort = decorate(bubble_sort)
select_sort = decorate(select_sort)
使用 decorate (quick_sort)，生成一个功能增强的 quick_sort，并替换原有的 quick_sort；使用 decorate (bubble_sort)，生成一个功能增强的 bubble_sort，并替换原有的 bubble_sort；使用 decorate (select_sort)，生成一个功能增强的 select_sort，并替换原有的 select_sort。

quick_sort()
bubble_sort()
select_sort()
依次调用 quick_sort、bubble_sort、select_sort，打印它们各自的运行时间，程序输出如下：

1.00 seconds
2.00 seconds
3.00 seconds

（编辑：汽车网）

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