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Python基础篇_修饰符（Decorators）【下】

Python中有多种修饰符，这些修饰符用于指定方法的特殊行为或属性，也是用于修改函数行为的特殊参数。

一、修饰符一般特点

1. 修饰符只能用于类定义中，不能用于普通函数中
2. 属性修饰符是可叠加的，也就是说，一个方法可以同时被多个属性修饰符修饰

二、常用的修饰符以及用法举例

7) @abc.abstractmethod，抽象方法

@abc.abstractmethod用于指示一个方法是抽象的，这意味着这个方法必须在任何非抽象的子类中被重写。它属于abc模块，即抽象基类模块。

当你定义一个抽象基类并使用@abc.abstractmethod装饰器标记一个方法时，任何子类都必须实现这个方法，否则它将引发TypeError。

示例1： AbstractClassExample类的抽象方法my_abstract_method

import abcclass AbstractClassExample(metaclass=abc.ABCMeta):@abc.abstractmethoddef my_abstract_method(self):passclass ConcreteClass(AbstractClassExample):def my_abstract_method(self):print("This is the implementation of the abstract method.")# 下面的代码将引发TypeError，因为my_abstract_method在BrokenClass中未被实现。
# class BrokenClass(AbstractClassExample):
#     pass

在这个例子中，AbstractClassExample是一个抽象基类，它有一个抽象方法my_abstract_method
任何继承自AbstractClassExample的子类都必须实现my_abstract_method方法
ConcreteClass是一个实现了该方法的子类
尝试创建一个没有实现该方法的子类（如被注释掉的BrokenClass）将引发TypeError

示例2：Vehicle类的抽象方法start、stop

import abcclass Vehicle(metaclass=abc.ABCMeta):@abc.abstractmethoddef start(self):pass@abc.abstractmethoddef stop(self):passclass Car(Vehicle):def start(self):print("Car started!")def stop(self):print("Car stopped!")class Bike(Vehicle):def start(self):print("Bike started!")def stop(self):print("Bike stopped!")# 下面的代码将引发TypeError，因为Vehicle是一个抽象基类，要求子类必须实现start和stop方法。
# class Train(Vehicle):
#     pass

在这个例子中，AbstractClassExample是一个抽象基类，它有一个抽象方法my_abstract_method
任何继承自AbstractClassExample的子类都必须实现my_abstract_method方法
ConcreteClass是一个实现了该方法的子类
尝试创建一个没有实现该方法的子类（如被注释掉的BrokenClass）将引发TypeError

示例3：Shape类的抽象方法area

import abcclass Shape(metaclass=abc.ABCMeta):@abc.abstractmethoddef area(self):passclass Circle(Shape):def __init__(self, radius):self.radius = radiusdef area(self):return 3.14 * self.radius ** 2class Rectangle(Shape):def __init__(self, width, height):self.width = widthself.height = heightdef area(self):return self.width * self.height# 下面的代码将引发TypeError，因为Shape是一个抽象基类，要求子类必须实现area方法。
# class Triangle(Shape):
#     pass    

在这个例子中，Shape是一个抽象基类，有一个抽象方法area。任何子类必须实现这个方法。
Circle和`Rectangle`都是Shape的子类，并实现了area方法。
尝试创建一个没有实现该方法的子类（如被注释掉的Triangle）将引发TypeError

8) @functools.singledispatch，函数重载

@functools.singledispatch 是functools 模块提供的一个装饰器，用于实现多分派。具体来说，它可以将函数重定向到其他函数，基于第一个参数的类型。

示例1：foo方法重载

from functools import singledispatch# 定义一个使用 @singledispatch 的函数
@singledispatch
def foo(arg):raise NotImplementedError("Unsupported type for foo")# 定义一个具体的实现，用于处理字符串类型的参数
@foo.register(str)
def _(arg):return f"You provided a string: {arg}"# 定义一个具体的实现，用于处理整数类型的参数
@foo.register(int)
def _(arg):return f"You provided an integer: {arg}"# 使用函数
print(foo("Hello"))  
print(foo(42))  
print(foo(0.5)) 

# 执行结果
You provided a string: Hello
You provided an integer: 42
NotImplementedError: Unsupported type for foo

示例2：bar方法重载

from functools import singledispatch# 定义一个使用 @singledispatch 的函数
@singledispatch
def bar(arg):raise NotImplementedError("Unsupported type for bar")# 定义一个具体的实现，用于处理字符串类型的参数
@bar.register(str)
def _(arg):return f"You provided a string: {arg}"# 定义一个具体的实现，用于处理整数类型的参数
@bar.register(int)
def _(arg):return f"You provided an integer: {arg}"# 定义一个具体的实现，用于处理列表类型的参数
@bar.register(list)
def _(arg):return f"You provided a list: {arg}"# 使用函数
print(bar("Hello")) 
print(bar(42)) 
print(bar([1, 2, 3])) 
print(bar(0.5)) 

# 执行结果
You provided a string: Hello
You provided an integer: 42
You provided a list: [1, 2, 3]
NotImplementedError: Unsupported type for bar

示例3：baz方法重载

from functools import singledispatch# 定义一个使用 @singledispatch 的函数
@singledispatch
def baz(arg):raise NotImplementedError("Unsupported type for baz")# 定义一个具体的实现，用于处理字符串类型的参数
@baz.register(str)
def _(arg):return f"You provided a string: {arg}"# 定义一个具体的实现，用于处理整数类型的参数
@baz.register(int)
def _(arg):return f"You provided an integer: {arg}"# 定义一个具体的实现，用于处理列表类型的参数
@baz.register(list)
def _(arg):return f"You provided a list: {arg}"# 定义一个更通用的实现，用于处理其他类型
@baz.register
def _(arg):return f"You provided an unknown type: {type(arg)}"# 使用函数
print(baz("Hello"))
print(baz(42))
print(baz([1, 2, 3]))
print(baz(0.5))

# 执行结果
You provided a string: Hello
You provided an integer: 42
You provided a list: [1, 2, 3]
You provided an unknown type: <class 'float'>

9) @contextlib.contextmanager，上下文管理

@contextlib.contextmanager 用于简化上下文管理器的创建。上下文管理器允许你在代码的某个特定部分设置一个上下文，该上下文在其他部分可能无法访问或可能更改。常见的使用场景包括文件操作、线程锁等。

使用 @contextlib.contextmanager 装饰器可以使您以声明式方式编写上下文管理器，而无需实现 __enter__ 和 __exit__ 方法。这对于简化某些上下文管理任务非常有用。

示例1：名为 timer 的上下文管理器

接受一个名称参数并打印出开始和结束时间

import contextlib
import time@contextlib.contextmanager
def timer(name):print(f"Starting {name}")start_time = time.time()try:yieldfinally:end_time = time.time()print(f"{name} took {end_time - start_time} seconds")with timer("my_operation"):# 在这里执行需要计时的操作time.sleep(2)

# 执行结果
Starting my_operation
my_operation took 2.00 seconds

示例2：名为 redirect_stdout 的上下文管理器

将标准输出（通常显示在控制台）重定向到一个指定的文件

import contextlib
import os@contextlib.contextmanager
def redirect_stdout(file_path):"""将标准输出重定向到指定的文件"""original_stdout = sys.stdouttry:with open(file_path, 'w') as f:sys.stdout = fyieldfinally:sys.stdout = original_stdout# 使用重定向输出的上下文管理器
with redirect_stdout('output.txt'):print("This message will be written to the file.")

示例3：名为 thread_lock 的上下文管理器

接受一个 threading.Lock 对象作为参数。这个上下文管理器确保在 with 语句块中的代码在执行时被线程锁定

import contextlib
import threading@contextlib.contextmanager
def thread_lock(lock):"""使用线程锁的上下文管理器:param lock: threading.Lock 对象"""lock.acquire()try:yieldfinally:lock.release()# 创建一个线程锁对象
lock = threading.Lock()# 使用线程锁的上下文管理器
with thread_lock(lock):# 在此块中的代码将被线程锁定，确保同一时间只有一个线程可以执行这段代码print("Doing critical section of code...")

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may the odds be ever in your favor ~