如何将 Python 的一个类方法变为多个方法？

在 Python 中，实现参数化测试的几个库，是如何做到把一个方法变成多个方法，并且将每个方法与相应的参数绑定起来的呢？

我们再提炼一下：在一个类中，如何使用装饰器把一个类方法变成多个类方法（或者产生类似的效果）？
Python 中装饰器的本质就是移花接木，用一个新的方法来替代被装饰的方法。在实现参数化的过程中，我们介绍过的几个库到底用了什么手段/秘密武器呢？
ddt 如何实现参数化？

先回顾一下上篇文章中 ddt 库的写法：
ddt 可提供 4 个装饰器：1 个加在类上的 @ddt，还有 3 个加在类方法上的 @data、@unpack 和 @file_data（前文未提及）。

先看看加在类方法上的三个装饰器的作用：它们的共同作用是在类方法上 setattr 添加属性。至于这些属性在什么时候使用？下面看看加在类上的 @ddt 装饰器源码：第一层 for 循环遍历了所有的类方法，然后是 if/elif 两条分支，分别对应 DATA_ATTR/FILE_ATTR，即对应参数的两种来源：数据（@data）和文件（@file_data）。

elif 分支有解析文件的逻辑，之后跟处理数据相似，所以我们把它略过，主要看前面的 if 分支。这部分的逻辑很清晰，主要完成的任务如下：

遍历类方法的参数键值对

根据原方法及参数对，创建新的方法名

获取原方法的文档字符串

对元组和列表类型的参数作解包

在测试类上添加新的测试方法，并绑定参数与文档字符串
分析源码，可以看出，@data、@unpack 和 @file_data 这三个装饰器主要是设置属性并传参，而 @ddt 装饰器才是核心的处理逻辑。

这种将装饰器分散（分别加在类与类方法上），再组合使用的方案，很不优雅。为什么就不能统一起来使用呢？后面我们会分析它的难言之隐，先按下不表，看看其它的实现方案是怎样的？
parameterized 如何实现参数化？

先回顾一下上篇文章中 parameterized 库的写法：它提供了一个装饰器类 @parameterized，源码如下（版本 0.7.1），主要做了一些初始的校验和参数解析，并非我们关注的重点，略过。我们主要关注这个装饰器类的 expand 方法，它的文档注释中写到：关键的两个动作是：“creates new test cases（创建新的测试单元）”和“inject them into the namespace…（注入到原方法的命名空间）”。

关于第一点，它跟 ddt 是相似的，只是一些命名风格上的差异，以及参数的解析及绑定不同，不值得太关注。最不同的则是，怎么令新的测试方法生效？

parameterized 使用的是一种“注入”的方式：inspect 是个功能强大的标准库，在此用于获取程序调用栈的信息。前三句代码的目的是取出 f_locals，它的含义是“local namespace seen by this frame”，此处 f_locals 指的就是类的局部命名空间。

说到局部命名空间，你可能会想到 locals，但是，我们之前有文章提到过“locals 与 globals 的读写问题”，locals 是可读不可写的，所以这段代码才用了 f_locals。
pytest 如何实现参数化？

按惯例先看看上篇文章中的写法：首先看到“mark”，pytest 里内置了一些标签，例如 parametrize、timeout、skipif、xfail、tryfirst、trylast 等，还支持用户自定义的标签，可以设置执行条件、分组筛选执行，以及修改原测试行为等等。

用法也是非常简单的，然而，其源码可复杂多了。我们这里只关注 parametrize，先看看核心的一段代码：根据传入的参数对，它复制了原测试方法的调用信息，存入待调用的列表里。跟前面分析的两个库不同，它并没有在此创建新的测试方法，而是复用了已有的方法。在 parametrize 所属的 Metafunc 类往上查找，可以追踪到 _calls 列表的使用位置：阅读（粗浅涉猎） pytest 的源码，真的是自讨苦吃……不过，依稀大致可以看出，它在实现参数化时，使用的是生成器的方案，遍历一个参数则调用一次测试方法，而前面的 ddt 和 parameterized 则是一次性把所有参数解析完，生成 n 个新的测试方法，再交给测试框架去调度。

对比一下，前两个库的思路很清晰，而且由于其设计单纯是为了实现参数化，不像 pytest 有什么标记和过多的抽象设计，所以更易读易懂。前两个库发挥了 Python 的动态特性，设置类属性或者注入局部命名空间，而 pytest 倒像是从什么静态语言中借鉴的思路，略显笨拙。

小结

回到标题中的问题“如何将一个方法变为多个方法？”除了在参数化测试中，不知还有哪些场景会有此诉求？欢迎留言讨论。

本文分析了三个测试库的装饰器实现思路，通过阅读源码，我们可以发现它们各有千秋，这个发现本身还挺有意思。在使用装饰器时，表面看它们差异不大，但是真功夫的细节都隐藏在底下。

作者：豌豆花下猫，生于广东毕业于武大，现为苏漂程序员，有一些极客思维，也有一些人文情怀，有一些温度，还有一些态度，公众号「Python猫」（python_cat）。