Python中基于类的装饰器中存储的信息

Question

我是 Python 的初学者，正在从 Lutz 的书中学习装饰器。我在下面遇到了这段代码。我不确定tracer 为何以及如何保留函数调用的数量，即使创建了新实例也是如此。

class tracer:
    def __init__(self,func):
        self.calls=0
        self.func=func
    def __call__(self, *args):
        self.calls+=1
        print('call %s to %s' %(self.calls,self.func.__name__))
        self.func(*args)

@tracer
def spam(a,b,c):
    print (a+b+c)

spam(1,2,3) #Here calls counter increments to 1
t= tracer(spam)
t.func(3,4,5) # here calls counter increments to 2 even though I called `spam` using new instance `t`

g=tracer(spam)
g.func(4,5,6)  #calls counter increments to 3.

正如我们在上面看到的，即使创建了一个新实例，calls 计数器状态也会保留。

有人能解释一下为什么会这样吗？我尝试使用 PyCharm 调试代码，似乎spam 的内存位置保持不变，与特定实例的调用无关。

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我正在使用 Anaconda Distribution 中的 Python 3.6。

Answer 1

实际上，虽然t 和g 的赋值确实在创建新实例，但您传递的是原始包装函数spam 的相同实例。修饰后，spam 不再是函数，而是tracer 的实例。这就是 Python 设计处理对象周围类包装的方式：对象的名称成为包装对象的实例。

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无论何时创建tracer(spam)，tracer 中的属性func 都是原始包装函数spam 的一个实例。因此，在调用封装值时，self.func(*args) 会在 tracer.__call__ 中被调用，从而触发 func.__call__，这会增加 calls。

tracer、t 和g 的实例都被传递给tracer、spam 的同一个实例，该实例被分配给属性func。因此，t.func 和g.func 都是实例，因此引用spam 及其所有属性。因此，当您调用t.func 和g.func 时，您将触发spam.__call__，从而在spam 中增加calls：

class tracer:
   def __init__(self, _func):
     self.func = _func
     self.calls = 0
   def __repr__(self):
     return f"{self.__class__.__name__}(storing {self.func.__name__})"
   def __call__(self, *args):
      self.calls += 1
      print(f"__call__ executed in {repr(self)}")
      return self.func(*args)

@tracer
def spam(a,b,c):
  print (a+b+c)

>>>spam(1, 2, 3)
__call__ executed in tracer(storing spam)
t= tracer(spam)
>>>t.func(1, 2, 3)
__call__ executed in tracer(storing spam)
g=tracer(spam)
>>>g.func(1, 2, 3)
__call__ executed in tracer(storing spam)

Answer 2

您的问题是 t 和 g 是双重包装的示踪剂。也就是说，它们是一个 tracer 实例，其中包含另一个 tracer 实例（它最终指的是一个函数）。外部tracers 并不能真正正常工作，因为内部tracer 没有__name__ 属性，因为它不是一个函数。您只能调用t.func，它会绕过外部跟踪器（及其计数）直接调用内部跟踪器。

您可以通过为每个tracer 添加一个__name__ 属性来使代码工作：

class tracer:
    def __init__(self,func):
        self.calls=0
        self.func=func
        self.__name__ = 'tracer wrapping %r' % func.__name__   # give ourselves a name
    def __call__(self, *args):
        self.calls+=1
        print('call %s to %s' %(self.calls,self.func.__name__))
        self.func(*args)    # note, you should probably return the result of this call

现在您可以调用t(3, 4, 5) 和g(5, 6, 7)，每次调用都会打印出两个计数，一个用于内部跟踪器，一个用于外部跟踪器。外部计数将是分开的（每个都从 1 开始），但内部计数将是共享的（就像您最初看到的一样）。

当然，您可能不想要嵌套的跟踪器。在这种情况下，您可能希望从函数之前删除 @tracer 行。这就是应用内​​部跟踪器的地方，它相当于将spam = tracer(spam) 放在spam 函数的定义之后。如果没有该行，spam 将直接引用该函数（没有围绕它的tracer），并且t 和g 将直接应用于该函数，而没有内部tracer 进入方式。