Python之__call__ 函数和装饰器的作用

前言

  在Python代码中，定义类的时候经常会用到__call__()方法，具体有什么含义呢？；除了__call__()方法。python装饰器也经常被用到；接下来我们就聊一聊__call__()方法；和装饰器是如何实现的。

温故而知新，往期经典回顾：Python之numpy常用知识点总结

call 函数

  在Python中__call__ ()方法是一个特殊方法（也称为魔术方法或双下方法），它允许类的实例像函数那样被调用。当你尝试对一个对象使用圆括号()进行“调用”时，Python解释器会自动在该对象上查找__call__ ()方法，并调用它（如果存在)；

代码介绍

  如何更直观的正确的理解上面的那句话呢，下面我们通过一个简单的程序来解释一下,下面这个程序就是正常的python类。里面有一个初始化代码，还有一个名字叫**test()**的函数；我们先实例化Adder类，再调用实例化的对象add() 发现，程序报错不能调用；

class Adder:def __init__(self, number):self.number = numberdef test(self, other):return self.number + otheradd = Adder(5)
b = add(6)
print(b)     

结果：程序报错不能调用add 对象；

File "D:\Study\ml_practice\py\PyTorch_YOLOv1\test_xp.py", line 17, in <module>b = add(6)
TypeError: 'Adder' object is not callable

  如果我们在这个类中添加一个__call__ ()方法，会发生什么情况呢？

class Adder:def __init__(self, number):self.number = numberdef __call__(self, other):return self.number + otheradd = Adder(5)
b = add(6)  # 对象add可以像函数一样调用（这就是__call__ ()函数的作用)
print(b)   # 

结果：

输出:11

从上述代码可以看出实例化的对象add() 可以正常调用了，这是因为我们在类Adder中声明了__call__（）方法，它允许类的实例像函数那样被调用；通过上面的的例子就可以很清楚的知道__call__（）的作用了；

Python装饰器

  Python装饰器是一种语法糖，用于在不改变原有函数代码的情况下，为函数添加额外的功能。
  装饰器本质上是一个函数，它接收一个函数作为参数，并返回一个新的函数，通常使用@语法糖来应用装饰器。

函数装饰器

  函数装饰器是最常见的装饰器形式，它接收一个函数并返回一个新的函数。这里有一个简单的例子：

def my_decorator(func):  def wrapper():  print("Something is happening before the function is called.")  func()  print("Something is happening after the function is called.")  return wrapper  @my_decorator  
def say_hello():  print("Hello!")  say_hello()  

输出:

Something is happening before the function is called.  
Hello!  
Something is happening after the function is called.

  在这个例子中，my_decorator是一个装饰器，它接收say_hello函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。当调用say_hello()时，实际上调用的是wrapper()函数，该函数在调用原始say_hello函数之前和之后添加了额外的打印语句。

带参数的函数装饰器

  如果你的函数需要参数，装饰器需要稍作修改以接受这些参数。

def my_decorator(func):  def wrapper(*args, **kwargs):  print("Something is happening before the function is called.")  func(*args, **kwargs)  print("Something is happening after the function is called.")  return wrapper  @my_decorator  
def greet(name):  print(f"Hello, {name}!")  @my_decorator
def add(a,b):print(2*a+b)greet("Alice")
add(3,8)

结果：

#greet("Alice")结果
Before the function is called.
Hello,Alice
After the function is called.#add(3,8)结果
Before the function is called.
14
After the function is called.

  在这个例子中，wrapper函数使用了*args和**kwargs来允许接收任意数量和类型的参数，并将它们传递给被装饰的函数func。

装饰器运用场景

装饰器的应用非常广泛，可以用于实现各种功能，例如：

• 记录函数执行时间：通过在装饰器函数中记录函数执行的开始和结束时间，可以计算函数的执行时间。
• 缓存函数结果：通过在装饰器函数中维护一个缓存，可以避免重复计算相同参数的函数结果，提高函数的执行效率。
• 实现权限控制：通过在装饰器函数中检查用户的权限，可以控制用户对某些函数的访问权限。
• 日志记录：通过在装饰器函数中记录函数的输入参数和返回值，可以方便地进行调试和错误排除。
• 错误处理：通过在装饰器函数中捕获异常并进行处理，可以避免函数抛出异常导致程序崩溃。

Python装饰器是一种非常强大的语法糖，可以帮助我们实现各种功能，提高代码的复用性和可维护性。

案例实现：打印函数执行时间消耗

import time
# 注意：这个是带参数的装饰器
def calculate_execution_time(func):def wrapper(*args, **kwargs):start_time = time.time()result = func(*args, **kwargs)end_time = time.time()execution_time = end_time - start_timeprint(f"函数 {func.__name__} 的执行时间为: {execution_time:.2f} 秒")return resultreturn wrapper@calculate_execution_time
def my_function(a, b):# 假设这里是一个耗时的操作time.sleep(1)# 被装饰函数本身的功能return a+bsum = my_function(1, 2)
print(sum)

结果：

函数 my_function 的执行时间为: 1.01 秒
sum:3

好啦，今天就分享到这里吧！关注我持续更新有价值的内容！
如有错误欢迎指正，如果帮到您请点赞加收藏哦！

以上程序可以关注我的微信公众号：回复"深度学习资料"领取深度学习相关资料(100本人工智能书籍)，实时更新深度学习相关知识！