Python中的装饰器|极客教程

Python中的装饰器

什么是装饰器

装饰器是Python中一种非常强大且灵活的功能，它主要用于在不改变函数源代码的情况下，对函数进行扩展和修改。装饰器本质上是一个 Python 函数，它可以接受一个函数作为输入，并返回一个新的函数作为输出。

装饰器的作用

装饰器的作用主要有以下几点：
1. 添加日志、性能测试、输入检查等功能；
2. 修改原函数的返回值或参数；
3. 减少代码冗余，提高代码复用性；
4. 优雅地扩展函数功能。

装饰器的基本用法

下面我们来看一个最简单的装饰器的示例：

def decorator(func):
    def wrapper():
        print("Before function execution")
        func()
        print("After function execution")
    return wrapper

@decorator
def say_hello():
    print("Hello, Python!")

say_hello()

在这个示例中，decorator 函数就是一个装饰器，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数 wrapper。通过 @decorator 加在 say_hello 函数的前面，相当于对 say_hello 函数进行了装饰。当我们调用 say_hello 函数时，会先执行 wrapper 函数内的逻辑，然后再执行原来的 say_hello 函数。

运行结果为：

Before function execution
Hello, Python!
After function execution

装饰器的带参数

除了简单的装饰器外，我们还可以给装饰器传递参数。例如：

def greeting(message):
    def decorator(func):
        def wrapper():
            print(message)
            func()
        return wrapper
    return decorator

@greeting("Welcome to Python")
def say_hello():
    print("Hello, Python!")

say_hello()

在这个示例中，greeting 函数接受一个参数 message，返回一个装饰器 decorator。通过 @greeting("Welcome to Python") 的方式，我们给装饰器传递了参数 "Welcome to Python"。当调用 say_hello 函数时，会打印出传入的消息。

运行结果为：

Welcome to Python
Hello, Python!

带参数的装饰器

有时候我们需要给装饰器本身传递参数，这时候就需要用到带参数的装饰器。例如：

def repeat(num):
    def decorator(func):
        def wrapper():
            for _ in range(num):
                func()
        return wrapper
    return decorator

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

say_hello()

在这个示例中，repeat 函数接受一个参数 num，返回一个装饰器 decorator。通过 @repeat(3) 的方式，我们给装饰器传递了参数 3。当调用 say_hello 函数时，会重复执行 say_hello 函数3次。

运行结果为：

Hello, Python!
Hello, Python!
Hello, Python!

使用类装饰器

除了函数装饰器外，我们还可以使用类作为装饰器。例如：

class Decorator:
    def __init__(self, func):
        self.func = func

    def __call__(self):
        print("Before function execution")
        self.func()
        print("After function execution")

@Decorator
def say_hello():
    print("Hello, Python!")

say_hello()

在这个示例中，Decorator 类实现了 __init__ 和 __call__ 方法，将其实例化后可以作为一个装饰器来使用。当我们调用 say_hello 函数时，会先执行 Decorator 类中的逻辑，再执行原来的 say_hello 函数。

运行结果为：

Before function execution
Hello, Python!
After function execution

装饰器的嵌套

装饰器还支持嵌套的使用方法。例如：

def greeting(message):
    def decorator(func):
        def wrapper():
            print(message)
            func()
        return wrapper
    return decorator

def repeat(num):
    def decorator(func):
        def wrapper():
            for _ in range(num):
                func()
        return wrapper
    return decorator

@greeting("Welcome to Python")
@repeat(2)
def say_hello():
    print("Hello, Python!")

say_hello()

在这个示例中，greeting 函数和 repeat 函数都是装饰器，我们可以将它们进行嵌套使用。当调用 say_hello 函数时，会先执行 greeting 装饰器，再执行 repeat 装饰器，最后执行原来的 say_hello 函数。

运行结果为：

Welcome to Python
Hello, Python!
Hello, Python!

总结

通过学习本文，我们了解了Python中装饰器的基本用法，包括简单装饰器、带参数的装饰器、带参数的函数装饰器、类装饰器、装饰器的嵌套等内容。装饰器是Python中非常强大的功能，可以帮助我们实现代码的功能拓展和修改，提高代码的灵活性和可维护性。在实际开发中，合理运用装饰器可以让我们的代码更加简洁和优雅。