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Python 3 教程

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Python3 高级教程

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(追記) (追記ここまで)

Python 装饰器

装饰器(decorator)是 Python 中的一种高级功能,用于在不修改原函数代码的前提下,动态扩展函数或类的功能。

本质上,装饰器是一个函数:它接收一个函数作为参数,并返回一个新的函数(通常是对原函数的增强版本)。

装饰器通过 @decorator_name 语法应用在函数或方法定义之前。

Python 还提供了一些内置装饰器,例如 @staticmethod 和 @classmethod。

常见应用场景:

日志记录:记录函数调用信息、参数和返回值
性能统计:统计函数执行时间
权限控制:限制函数访问权限
缓存:缓存函数结果,提高性能

基本语法

装饰器的核心思想是:用一个函数"包装"另一个函数。

语法

def decorator_function(original_function):
def wrapper(*args, **kwargs):
# 调用前
print("执行前")

result = original_function(*args, **kwargs)

# 调用后
print("执行后")

return result
return wrapper

@decorator_function
def target_function():
print("原函数执行")

解析:

decorator_function:装饰器函数(接收原函数)
wrapper:包装函数(真正被执行)
@decorator_function:等价于函数替换

等价写法:

target_function = decorator_function(target_function)

👉 调用 target_function() 时,实际上执行的是 wrapper()

使用装饰器

装饰器通过 @ 语法糖应用在函数定义前:

@time_logger
def target_function():
 pass

等价于:

def target_function():
 pass
target_function = time_logger(target_function)

这种机制使我们可以在不修改原函数的情况下,统一添加功能(如日志、权限等)。

实例:打印日志

def my_decorator(func):
def wrapper():
print("函数执行前")
func()
print("函数执行后")
return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
print("Hello!")

say_hello()

输出:

函数执行前
Hello!
函数执行后

my_decorator 接收 say_hello
@my_decorator 替换原函数

带参数的装饰器

如果原函数有参数,需要在 wrapper 中使用 *args, **kwargs:

实例

def my_decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print("执行前")
func(*args, **kwargs)
print("执行后")
return wrapper

@my_decorator
def greet(name):
print(f"Hello, {name}!")

greet("Alice")

输出:

执行前
Hello, Alice!
执行后

说明:使用 *args, **kwargs 可以兼容任意参数函数。

带参数的装饰器(进阶)

def repeat(num_times):
def decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
for _ in range(num_times):
func(*args, **kwargs)
return wrapper
return decorator

@repeat(3)
def say_hello():
print("Hello!")

say_hello()

说明:这是"装饰器工厂",外层函数用于接收参数。

Hello!
Hello!
Hello!

类装饰器

除了函数,装饰器也可以作用于类。

类装饰器接收一个类,并返回修改后的类或包装类。

增强类方法
控制实例化过程
实现单例、日志等功能

函数形式的类装饰器

实例

def log_class(cls):
class Wrapper:
def __init__(self, *args, **kwargs):
self.wrapped = cls(*args, **kwargs)

def __getattr__(self, name):
return getattr(self.wrapped, name)

def display(self):
print("调用前")
self.wrapped.display()
print("调用后")

return Wrapper

@log_class
class MyClass:
def display(self):
print("原方法")

obj = MyClass()
obj.display()

调用前
原方法
调用后

类形式的类装饰器

实例:单例模式

class SingletonDecorator:
def __init__(self, cls):
self.cls = cls
self.instance = None

def __call__(self, *args, **kwargs):
if self.instance is None:
self.instance = self.cls(*args, **kwargs)
return self.instance

@SingletonDecorator
class Database:
def __init__(self):
print("初始化")

db1 = Database()
db2 = Database()
print(db1 is db2)

初始化
True

内置装饰器

常用内置装饰器:

@staticmethod:定义静态方法
@classmethod:定义类方法
@property:将方法变为属性

实例

class MyClass:
@staticmethod
def static_method():
print("静态方法")

@classmethod
def class_method(cls):
print(cls.__name__)

@property
def name(self):
return self._name

@name.setter
def name(self, value):
self._name = value

多个装饰器的堆叠

多个装饰器在定义阶段从下到上依次包裹函数,调用阶段从上到下依次执行:

实例

def decorator1(func):
def wrapper():
print("Decorator 1")
func()
return wrapper

def decorator2(func):
def wrapper():
print("Decorator 2")
func()
return wrapper

@decorator1
@decorator2
def say_hello():
print("Hello!")

say_hello()

最终输出:

Decorator 1
Decorator 2
Hello!

核心总结

装饰器 = 函数包装函数 + 不修改原代码扩展功能

@ 语法本质是函数替换
wrapper 才是真正执行的函数
推荐使用 *args, **kwargs 提高通用性
支持函数、类、甚至带参数的装饰器

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