62、Python之函数高级：装饰器导致函数元数据丢失？三种方法搞定

引言

前面我们通过几篇文章介绍了关于高阶函数中装饰器的内容，我们已经能够实现对函数的动态增强，在遵从开闭原则的基础上，动态提高代码的可复用性。如果对装饰器的基础不太了解，可以回看前面几篇文章。

装饰器的引入带了极大的便利，但是，有一个小小的缺陷，可能对函数的使用者带来不便，也就是原函数的元数据会丢失，毕竟函数对象已经发生了变更。

此外，如果函数调用方写了一些依赖函数元数据的操作，就不是小小的不便了，而是可能是大大的bug了。

本文的主要内容有：

1、函数对象的主要元数据

2、装饰器导致的元数据丢失

3、修复函数元数据问题的3种方法

函数对象的主要元数据

关于函数对象的元数据的内容，之前也有介绍过，这里通过代码，简单回顾一下。

def work(name='张三'):"""这是一个普通的业务函数"""print(f'{name}不能一直闲着，总得做点啥')print(work.__name__)
print(work.__module__)
print(work.__doc__)
print(work.__dict__)
print(work.__defaults__)

执行结果：

通常情况下，更常用的可能是__doc__，因为我们要使用一个函数，还是需要看一下函数的docstring（如果有的话……）。

这里，就不再展开了，可以稍作了解就可以了。

装饰器导致的元数据丢失

其实，使用装饰器会导致函数的元数据丢失，应该比较好理解。

毕竟，虽然函数名还是同样的名字，但是与这个名称绑定的函数对象，已经是另一个新的对象了。

以代码为例：

import time# 定义一个装饰器函数
def wait(func):def wrap(*args, **kwargs):time.sleep(3)return func(*args, **kwargs)return wrap# 为了看清楚装饰器前后的变化，这里使用@wait语法糖
def work(name='张三'):"""这是一个普通的业务函数"""print(f'{name}不能一直闲着，总得做点啥')print('装饰前：')
print(work)
print(work.__name__)
print(work.__module__)
print(work.__doc__)
print(work.__dict__)
print(work.__defaults__)
print('=' * 20)
# 进行装饰
work = wait(work)
print('装饰后：')
print(work)
print(work.__name__)
print(work.__module__)
print(work.__doc__)
print(work.__dict__)
print(work.__defaults__)

执行结果：

执行装饰的那一行代码，或者对应的@装饰器名的语法糖，就会导致函数对象发生变更。

这个问题的更加准确的描述是，并不是原函数对象的元数据丢失了，只是函数对象本身变了，通过新的函数对象不可能获取到原函数对象的元数据。

所以，从研发的视角来看，这个不应该叫bug，应该是新需求：

怎么把装饰器装饰的原函数的元数据添加到新函数对象中。

修复函数元数据问题的3种方法

其实这个需求比较简单，最简单的方式是，我们直接把对应的元数据原样存下来就好了，所以，这就有了第一种简单粗暴的方法。

方法1：

import time# 定义一个装饰器函数
def wait(func):def wrap(*args, **kwargs):time.sleep(3)return func(*args, **kwargs)wrap.__doc__ = func.__doc__wrap.__name__ = func.__name__wrap.__module__ = func.__module__wrap.__defaults__ = func.__defaults__wrap.__dict__ = func.__dict__return wrap# 为了看清楚装饰器前后的变化，这里使用@wait语法糖
def work(name='张三'):"""这是一个普通的业务函数"""print(f'{name}不能一直闲着，总得做点啥')print('装饰前：')
print(work)
print(work.__name__)
print(work.__module__)
print(work.__doc__)
print(work.__dict__)
print(work.__defaults__)
print('=' * 20)
# 进行装饰
work = wait(work)
print('装饰后：')
print(work)
print(work.__name__)
print(work.__module__)
print(work.__doc__)
print(work.__dict__)
print(work.__defaults__)

执行结果：

简单粗暴，想保留哪个元数据，就保留哪个。

但是，有点麻烦，这种方法意味着，我们每次创建一个装饰器，都要写这么几行没有营养的重复代码……

基于尽量能够偷懒的原则，有了后面两种方法。

方法2：

我们开始使用functools模块中的update_wrapper()来来完成这个需求。

首先，我们来看下update_wrapper()的定义：

从定义中可以看到，本质上还是进行遍历，从原函数对象进行getattr()，然后对装饰器内部函数进行setattr()。

接下来，我们通过update_wrapper()函数来实现：

import time
from functools import update_wrapper# 定义一个装饰器函数
def wait(func):def wrap(*args, **kwargs):time.sleep(3)return func(*args, **kwargs)update_wrapper(wrap, func)return wrap# 为了看清楚装饰器前后的变化，这里使用@wait语法糖
def work(name='张三'):"""这是一个普通的业务函数"""print(f'{name}不能一直闲着，总得做点啥')print('装饰前：')
print(work)
print(work.__name__)
print(work.__module__)
print(work.__doc__)
print(work.__dict__)
print(work.__defaults__)
print('=' * 20)
# 进行装饰
work = wait(work)
print('装饰后：')
print(work)
print(work.__name__)
print(work.__module__)
print(work.__doc__)
print(work.__dict__)
print(work.__defaults__)

修改的代码只有这里：

执行结果也是相同的，这里就不贴图了。

方法3：

同样是通过functools模块，但是，不再是调用函数。我们经常说，“只有魔法才能打败魔法”，装饰器引发的问题，我们还是通过装饰器来解决吧。

直接看代码：

import time
from functools import wraps# 定义一个装饰器函数
def wait(func):@wraps(func)def wrap(*args, **kwargs):time.sleep(3)return func(*args, **kwargs)return wrap# 为了看清楚装饰器前后的变化，这里使用@wait语法糖
def work(name='张三'):"""这是一个普通的业务函数"""print(f'{name}不能一直闲着，总得做点啥')print('装饰前：')
print(work)
print(work.__name__)
print(work.__module__)
print(work.__doc__)
print(work.__dict__)
print(work.__defaults__)
print('=' * 20)
# 进行装饰
work = wait(work)
print('装饰后：')
print(work)
print(work.__name__)
print(work.__module__)
print(work.__doc__)
print(work.__dict__)
print(work.__defaults__)

执行结果：