在學習Python的過程中，我相信有很多人和我一樣，對Python的裝飾器一直覺得很困惑，我也是困惑了好久，并通過思考和查閱才能略有領悟，我希望以下的內容會對你有幫助，我也努力通過通俗的方式使得對Python裝飾器的理解更加的透徹。在文中如有遺漏和不足，歡迎交流和指點。
分享來源：http://blog.csdn.net/u013471155
很多人對裝飾器難以理解，原因是由于以下三點內容沒有搞清楚：
關于函數“變量”（或“變量”函數）的理解
關于高階函數的理解
關于嵌套函數的理解
那么如果能對以上的問題一一攻破，同時遵循裝飾器的基本原則，相信會對裝飾器有個很好的理解的。那么我們先來看以下裝飾器的目的及其原則。
1、裝飾器
裝飾器實際上就是為了給某程序增添功能，但該程序已經上線或已經被使用，那么就不能大批量的修改源代碼，這樣是不科學的也是不現實的，因為就產生了裝飾器，使得其滿足：
不能修改被裝飾的函數的源代碼
不能修改被裝飾的函數的調用方式
滿足1、2的情況下給程序增添功能
那么根據需求，同時滿足了這三點原則，這才是我們的目的。因為，下面我們從解決這三點原則入手來理解裝飾器。
等等，我要在需求之前先說裝飾器的原則組成：
< 函數+實參高階函數+返回值高階函數+嵌套函數+語法糖 = 裝飾器 >
這個式子是貫穿裝飾器的靈魂所在！
2、需求的實現
假設有代碼：
improt time
def test():
? ? time.sleep(2)
? ? print("test is running!")
test()
很顯然，這段代碼運行的結果一定是：等待約2秒后，輸出
test is running
那么要求在滿足三原則的基礎上，給程序添加統計運行時間（2?second）功能
在行動之前，我們先來看一下文章開頭提到的原因1（關于函數“變量”（或“變量”函數）的理解）
2.1、函數“變量”（或“變量”函數）
假設有代碼：
x = 1
y = x
def test1():
? ? print("Do something")
test2 = lambda x:x*2
那么在內存中，應該是這樣的：
很顯然，函數和變量是一樣的，都是“一個名字對應內存地址中的一些內容”?
那么根據這樣的原則，我們就可以理解兩個事情：
test1表示的是函數的內存地址
test1()就是調用對在test1這個地址的內容，即函數
如果這兩個問題可以理解，那么我們就可以進入到下一個原因(關于高階函數的理解)
2.2高階函數
那么對于高階函數的形式可以有兩種：
把一個函數名當作實參傳給另外一個函數（“實參高階函數”）
返回值中包含函數名（“返回值高階函數”）
那么這里面所說的函數名，實際上就是函數的地址，也可以認為是函數的一個標簽而已，并不是調用，是個名詞。如果可以把函數名當做實參，那么也就是說可以把函數傳遞到另一個函數，然后在另一個函數里面做一些操作，根據這些分析來看，這豈不是滿足了裝飾器三原則中的第一條，即不修改源代碼而增加功能。那我們看來一下具體的做法：
還是針對上面那段代碼：
improt time
def test():
? ? time.sleep(2)
? ? print("test is running!")
def deco(func):?
? ? start = time.time()
? ? func() #2
? ? stop = time.time()
? ? print(stop-start)
deco(test) #1
我們來看一下這段代碼，在#1處，我們把test當作實參傳遞給形參func，即func=test。注意，這里傳遞的是地址，也就是此時func也指向了之前test所定義的那個函數體，可以說在deco()內部，func就是test。在#2處，把函數名后面加上括號，就是對函數的調用（執行它）。因此，這段代碼運行結果是：
test is running!?
the run time is 3.0009405612945557
我們看到似乎是達到了需求，即執行了源程序，同時也附加了計時功能，但是這只滿足了原則1（不能修改被裝飾的函數的源代碼），但這修改了調用方式。假設不修改調用方式，那么在這樣的程序中，被裝飾函數就無法傳遞到另一個裝飾函數中去。
那么再思考，如果不修改調用方式，就是一定要有test()這條語句，那么就用到了第二種高階函數，即返回值中包含函數名
如下代碼：
improt time
def test():
? ? time.sleep(2)
? ? print("test is running!")
def deco(func):?
? ? print(func)
? ? return func
t = deco(test) #3
#t()#4
test()
我們看這段代碼，在#3處，將test傳入deco()，在deco()里面操作之后，最后返回了func，并賦值給t。因此這里test => func => t，都是一樣的函數體。最后在#4處保留了原來的函數調用方式。?
看到這里顯然會有些困惑，我們的需求不是要計算函數的運行時間么，怎么改成輸出函數地址了。是因為，單獨采用第二張高階函數（返回值中包含函數名）的方式，并且保留原函數調用方式，是無法計時的。如果在deco()里計時，顯然會執行一次，而外面已經調用了test()，會重復執行。這里只是為了說明第二種高階函數的思想，下面才真的進入重頭戲。
2.3 嵌套函數
嵌套函數指的是在函數內部定義一個函數，而不是調用，如：
def func1():
? ? def func2():
? ? ? ? pass
# 而不是
def func1():
? ? func2()
另外還有一個題外話，函數只能調用和它同級別以及上級的變量或函數。也就是說：里面的能調用和它縮進一樣的和他外部的，而內部的是無法調用的。
那么我們再回到我們之前的那個需求，想要統計程序運行時間，并且滿足三原則。
代碼：
improt time
def timer(func) #5
? ? def deco():?
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? func()
? ? ? ? stop = time.time()
? ? ? ? print(stop-start)
? ? return deco
test = timer(test) #6
def test():
? ? time.sleep(2)
? ? print("test is running!")?
test() #7
這段代碼可能會有些困惑，怎么忽然多了這么多，暫且先接受它，分析一下再來說為什么是這樣。
首先，在#6處，把test作為參數傳遞給了timer()，此時，在timer()內部，func = test，接下來，定義了一個deco()函數，當并未調用，只是在內存中保存了，并且標簽為deco。在timer()函數的最后返回deco()的地址deco。
然后再把deco賦值給了test，那么此時test已經不是原來的test了，也就是test原來的那些函數體的標簽換掉了，換成了deco。那么在#7處調用的實際上是deco()。
那么這段代碼在本質上是修改了調用函數，但在表面上并未修改調用方式，而且實現了附加功能。
那么通俗一點的理解就是：
把函數看成是盒子，test是小盒子，deco是中盒子，timer是大盒子。程序中，把小盒子test傳遞到大盒子temer中的中盒子deco，然后再把中盒子deco拿出來，打開看看（調用）
這樣做的原因是：
我們要保留test()，還要統計時間，而test()只能調用一次（調用兩次運行結果會改變，不滿足），再根據函數即“變量”，那么就可以通過函數的方式來回閉包。于是乎，就想到了，把test傳遞到某個函數，而這個函數內恰巧內嵌了一個內函數，再根據內嵌函數的作用域（可以訪問同級及以上，內嵌函數可以訪問外部參數），把test包在這個內函數當中，一起返回，最后調用這個返回的函數。而test傳遞進入之后，再被包裹出來，顯然test函數沒有弄丟（在包裹里），那么外面剩下的這個test標簽正好可以替代這個包裹（內含test()）。
至此，一切皆合，大功告成，單只差一步。
3、 真正的裝飾器
根據以上分析，裝飾器在裝飾時，需要在每個函數前面加上：
test = timer(test)
顯然有些麻煩，Python提供了一種語法糖，即：
@timer
這兩句是等價的，只要在函數前加上這句，就可以實現裝飾作用。
以上為無參形式
4、裝飾有參函數
improt time
def timer(func)
? ? def deco():?
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? func()
? ? ? ? stop = time.time()
? ? ? ? print(stop-start)
? ? return deco
@timer
def test(parameter): #8
? ? time.sleep(2)
? ? print("test is running!")?
test()
對于一個實際問題，往往是有參數的，如果要在#8處，給被修飾函數加上參數，顯然這段程序會報錯的。錯誤原因是test()在調用的時候缺少了一個位置參數的。而我們知道test = func = deco，因此test()=func()=deco()?
,那么當test(parameter)有參數時，就必須給func()和deco()也加上參數，為了使程序更加有擴展性，因此在裝飾器中的deco()和func()，加如了可變參數*agrs和 **kwargs。
完整代碼如下：
improt time
def timer(func)
? ? def deco(*args, **kwargs):?
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? func(*args, **kwargs)
? ? ? ? stop = time.time()
? ? ? ? print(stop-start)
? ? return deco
@timer
def test(parameter): #8
? ? time.sleep(2)
? ? print("test is running!")?
test()
那么我們再考慮個問題，如果原函數test()的結果有返回值呢？比如：
def test(parameter):
? ? time.sleep(2)
? ? print("test is running!")?
? ? return "Returned value"
那么面對這樣的函數，如果用上面的代碼來裝飾，最后一行的test()實際上調用的是deco()。有人可能會問，func()不就是test()么，怎么沒返回值呢？
其實是有返回值的，但是返回值返回到deco()的內部，而不是test()即deco()的返回值，那么就需要再返回func()的值，因此就是：
def timer(func)
? ? def deco(*args, **kwargs):?
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? res = func(*args, **kwargs)#9
? ? ? ? stop = time.time()
? ? ? ? print(stop-start)
? ? ? ? return res#10
? ? return deco
其中，#9的值在#10處返回。
完整程序為：
improt time
def timer(func)
? ? def deco(*args, **kwargs):?
? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? res = func(*args, **kwargs)
? ? ? ? stop = time.time()
? ? ? ? print(stop-start)
? ? ? ? return res
? ? return deco
@timer
def test(parameter): #8
? ? time.sleep(2)
? ? print("test is running!")?
? ? return "Returned value"
test()
5、帶參數的裝飾器
又增加了一個需求，一個裝飾器，對不同的函數有不同的裝飾。那么就需要知道對哪個函數采取哪種裝飾。因此，就需要裝飾器帶一個參數來標記一下。例如：
@decorator(parameter = value)
比如有兩個函數：
def task1():
? ? time.sleep(2)
? ? print("in the task1")
def task2():
? ? time.sleep(2)
? ? print("in the task2")
task1()
task2()
要對這兩個函數分別統計運行時間，但是要求統計之后輸出：
the task1/task2 run time is : 2.00……
于是就要構造一個裝飾器timer，并且需要告訴裝飾器哪個是task1，哪個是task2，也就是要這樣：
@timer(parameter='task1') #
def task1():
? ? time.sleep(2)
? ? print("in the task1")
@timer(parameter='task2') #
def task2():
? ? time.sleep(2)
? ? print("in the task2")
task1()
task2()
那么方法有了，但是我們需要考慮如何把這個parameter參數傳遞到裝飾器中，我們以往的裝飾器，都是傳遞函數名字進去，而這次，多了一個參數，要怎么做呢？?
于是，就想到再加一層函數來接受參數，根據嵌套函數的概念，要想執行內函數，就要先執行外函數，才能調用到內函數，那么就有：
def timer(parameter): #
? ? print("in the auth :", parameter)
? ? def outer_deco(func): #
? ? ? ? print("in the outer_wrapper:", parameter)
? ? ? ? def deco(*args, **kwargs):
? ? ? ? return deco
? ? return outer_deco
首先timer(parameter)，接收參數parameter=’task1/2’，而@timer(parameter)也恰巧帶了括號，那么就會執行這個函數， 那么就是相當于：
timer = timer(parameter)
task1 = timer(task1)
后面的運行就和一般的裝飾器一樣了：
import time
def timer(parameter):
? ? def outer_wrapper(func):
? ? ? ? def wrapper(*args, **kwargs):
? ? ? ? ? ? if parameter == 'task1':
? ? ? ? ? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? ? ? ? ? func(*args, **kwargs)
? ? ? ? ? ? ? ? stop = time.time()
? ? ? ? ? ? ? ? print("the task1 run time is :", stop - start)
? ? ? ? ? ? elif parameter == 'task2':
? ? ? ? ? ? ? ? start = time.time()
? ? ? ? ? ? ? ? func(*args, **kwargs)
? ? ? ? ? ? ? ? stop = time.time()
? ? ? ? ? ? ? ? print("the task2 run time is :", stop - start)
? ? ? ? return wrapper
? ? return outer_wrapper
@timer(parameter='task1')
def task1():
? ? time.sleep(2)
? ? print("in the task1")
@timer(parameter='task2')
def task2():
? ? time.sleep(2)
? ? print("in the task2")
task1()
task2()
至此，裝飾器的全部內容結束。
