python元类为类的全部方法添加装饰器

1 python元类为类的全部方法添加装饰器

装饰器和元类都在class语句的末尾运行，同时使用装饰器和元类实现对一个类的所有方法应用一个函数装饰器。

1.1 调用次数和计时函数

示例

>>> import time,sys
>>> def tracer(func):
    calls=0
    def onCall(*args,**kargs):
        nonlocal calls
        calls+=1
        print('调用 %s %s 次' % (func.__name__,calls))
        return func(*args,**kargs)
    return onCall


>>> def timer(label='',trace=True):
    def onDecorator(func):
        def onCall(*args,**kargs):
            beg=time.perf_counter()
            res=func(*args,**kargs)
            usetime=time.perf_counter()-beg
            onCall.alltime+=usetime
            if trace:
                timestr='{0[0]}:usetime={0[1]:.6f},alltime={0[2]:.6f}'
                timeval=func.__name__,usetime,onCall.alltime
                print(label,timestr.format(timeval))
            return res
        onCall.alltime=0
        return onCall
    return onDecorator

1.2 用装饰器手动统计调用次数

描述

在需要统计调用次数和计时的每个方法前手动编写@装饰语法。

示例

>>> class Staff:
    @tracer
    def __init__(self,name,pay):
        self.name=name
        self.pay=pay
        
    @tracer
    def giveRaise(self,rate):
        self.pay*=(1.0+rate)
        
    @tracer
    def lastName(self):
        return self.name[0]
    

>>> s1=Staff('张三',50000)
调用 __init__ 1 次
>>> s2=Staff('李四',51000)
调用 __init__ 2 次
>>> print(s1.name,s2.name)
张三 李四
>>> s1.giveRaise(0.1)
调用 giveRaise 1 次
>>> s1.pay
55000.00000000001
>>> print(s1.lastName(),s2.lastName())
调用 lastName 1 次
调用 lastName 2 次
张 李

1.3 用元类和装饰器统计调用次数

描述

手动使用装饰器使用于需装饰方法数量较少的情况。如果需对一个类的全部方法进行装饰，则通过元类将装饰器添加到每个方法中，达到自动装饰的效果。

示例

>>> from types import FunctionType
>>> class MetaTrace(type):
    def __new__(meta,classname,supers,classdict):
        for attr,attrval in classdict.items():
            # 类属性为方法则自动装饰
            if type(attrval) is FunctionType:
                # 调用装饰器 trace 重新绑定装饰方法
                classdict[attr]=tracer(attrval)
        return type.__new__(meta,classname,supers,classdict)

    
>>> class Staff(metaclass=MetaTrace):
    def __init__(self,name,pay):
        self.name=name
        self.pay=pay
        
    def giveRaise(self,rate):
        self.pay*=(1.0+rate)
        
    def lastName(self):
        return self.name[0]
    

>>> s1=Staff('张三',50000)
调用 __init__ 1 次
>>> s2=Staff('李四',51000)
调用 __init__ 2 次
>>> print(s1.name,s2.name)
张三 李四
>>> s1.giveRaise(0.1)
调用 giveRaise 1 次
>>> s1.pay
55000.00000000001
>>> print(s1.lastName(),s2.lastName())
调用 lastName 1 次
调用 lastName 2 次
张 李

1.4 把任何装饰器应用于方法

描述

通过元类把传入的装饰器应用到一个类的所有方法，只需在原来外层定义一个函数接收传入队装饰器即可。

示例

>>> from types import FunctionType
>>> def decoratorAll(decorator):
    class MetaTrace(type):
        def __new__(meta,classname,supers,classdict):
            for attr,attrval in classdict.items():
                if type(attrval) is FunctionType:
                    classdict[attr]=decorator(attrval)
            return type.__new__(meta,classname,supers,classdict)
    return MetaTrace
>>> class Staff(metaclass=decoratorAll(tracer)):
    def __init__(self,name,pay):
        self.name=name
        self.pay=pay
        
    def giveRaise(self,rate):
        self.pay*=(1.0+rate)
        
    def lastName(self):
        return self.name[0]
    

>>> s1=Staff('张三',50000)
调用 __init__ 1 次
>>> s2=Staff('李四',51000)
调用 __init__ 2 次
>>> print(s1.name,s2.name)
张三 李四
>>> s1.giveRaise(0.1)
调用 giveRaise 1 次
>>> s1.pay
55000.00000000001
>>> print(s1.lastName(),s2.lastName())
调用 lastName 1 次
调用 lastName 2 次
张 李
# 使用timer装饰器
>>> class Staff(metaclass=decoratorAll(timer(label='**'))):
    def __init__(self,name,pay):
        self.name=name
        self.pay=pay
        
    def giveRaise(self,rate):
        self.pay*=(1.0+rate)
        
    def lastName(self):
        return self.name[0]

    
>>> s1=Staff('张三',50000)
** __init__:usetime=0.000003,alltime=0.000003
>>> s2=Staff('李四',51000)
** __init__:usetime=0.000002,alltime=0.000004
>>> print(s1.name,s2.name)
张三 李四
>>> s1.giveRaise(0.1)
** giveRaise:usetime=0.000009,alltime=0.000009
>>> s1.pay
55000.00000000001
>>> print(s1.lastName(),s2.lastName())
** lastName:usetime=0.000002,alltime=0.000002
** lastName:usetime=0.000004,alltime=0.000006
张 李