Python装饰器深度解析:函数增强的艺术

装饰器的作用

装饰器是Python的高级特性，可以在不修改函数代码的情况下增强功能。很多Python框架都使用装饰器实现核心功能。

defdecorator(func):
defwrapper(*args, **kwargs):
        print("调用前")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("调用后")
return result
return wrapper

@decorator
defhello():
    print("Hello World!")

装饰器基本语法

掌握装饰器的核心语法。

defsimple_decorator(func):
definner():
        print("装饰器开始")
        func()
        print("装饰器结束")
return inner

@simple_decorator
defgreet():
    print("你好！")

greet()

带参数的装饰器

让装饰器更加灵活。

defrepeat(times):
defdecorator(func):
defwrapper(*args, **kwargs):
            results = []
for _ in range(times):
                results.append(func(*args, **kwargs))
return results
return wrapper
return decorator

@repeat(times=3)
defsay_hello():
return"Hello"

print(say_hello())

保留函数元信息

使用functools.wraps保持原函数信息。

from functools import wraps

defmy_decorator(func):
    @wraps(func)
defwrapper(*args, **kwargs):
return func(*args, **kwargs)
return wrapper

@my_decorator
defexample():
"""这是一个示例函数"""
pass

print(example.__name__)    # example
print(example.__doc__)     # 这是一个示例函数

类装饰器实战

用类实现装饰器。

classCountCalls:
def__init__(self, func):
        self.func = func
        self.count = 0

def__call__(self, *args, **kwargs):
        self.count += 1
        print(f"调用次数: {self.count}")
return self.func(*args, **kwargs)

@CountCalls
deffibonacci(n):
if n <= 1:
return n
return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

装饰器链

多个装饰器可以叠加使用。

defuppercase(func):
defwrapper():
return func().upper()
return wrapper

defexclaim(func):
defwrapper():
return func() + "!"
return wrapper

@uppercase
@exclaim
defgreet():
return"hello"

print(greet())  # HELLO!

实战案例：性能计时器

用装饰器实现函数执行时间统计。

import time
from functools import wraps

deftimer(func):
    @wraps(func)
defwrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(f"{func.__name__} 耗时: {end - start:.4f}秒")
return result
return wrapper

@timer
defslow_function():
    time.sleep(2)
return"完成"

slow_function()

实战案例：权限验证

用装饰器实现访问控制。

defrequire_permission(permission):
defdecorator(func):
        @wraps(func)
defwrapper(user, *args, **kwargs):
if permission notin user.get('permissions', []):
raise PermissionError(f"需要权限: {permission}")
return func(user, *args, **kwargs)
return wrapper
return decorator

@require_permission('admin')
defdelete_user(user, user_id):
    print(f"用户 {user['name']} 删除了用户 {user_id}")

装饰器应用场景

装饰器的常见使用场景。

# 日志记录
deflog(func):
defwrapper(*args, **kwargs):
        print(f"调用 {func.__name__}({args}, {kwargs})")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper

# 缓存结果
defmemoize(func):
    cache = {}
defwrapper(*args):
if args notin cache:
            cache[args] = func(*args)
return cache[args]
return wrapper