代码收藏家技术教程 3天前

Python装饰器深度解析

文章目录

1 装饰器介绍

2 装饰器的主要作用

3 装饰器的常见应用场景

4 装饰器基本语法

4.1 传统方式

4.2 语法糖

5 使用案例

5.1 无参无返回

5.2 有参无返回

5.3无参有返回

5.4 有参有返回

5.5 可变参数

5.6 多个修饰器的使用

5.7 带参数的装饰器

5.8 类装饰器

1 装饰器介绍

Python 装饰器（Decorator）是一种用于修改或扩展函数或方法行为的工具。它允许在不改变原函数代码的情况下，动态地添加功能。装饰器本质上是一个闭包函数，接受一个函数作为参数并返回一个新的函数。

2 装饰器的主要作用

作用	描述
代码复用	将通用功能（如日志记录、权限检查、性能测试等）封装到装饰器中，避免重复代码。
增强函数功能	在不修改原函数的情况下，添加额外功能。
简化代码	通过装饰器将横切关注点（如日志、缓存等）与核心逻辑分离，使代码更清晰。

3 装饰器的常见应用场景

场景	描述
日志记录	自动记录函数的调用信息。
权限验证	在函数执行前检查用户权限
缓存	缓存函数的结果，避免重复计算。
性能测试	测量函数的执行时间。
事务管理	在数据库操作中自动管理事务。

4 装饰器基本语法

装饰器的构建有两种方式：传统语法和语法糖。

语法糖（Syntactic Sugar）是指在编程语言中添加的某种语法特性，它并不改变语言的功能，但能使代码更易读、更简洁，从而提高开发效率和代码的可维护性。语法糖通常通过编译器或解释器转换为等价的标准语法，因此在运行时不会带来性能损失。

4.1 传统方式

def log_decorator(func):
    def log_inner(*args, **kwargs):
        print("方法调用前")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("方法调用后")
        return result

    return log_inner


def test(content):
    print(content)

# 创建闭包对象，将要装饰的函数对象作为参数传入
t = log_decorator(test)
# 调用
t("hello world")

4.2 语法糖

语法糖的形式一般常用

# log_decorator 为外部函数
def log_decorator(func):   
	# log_inner 为内部函数
    def log_inner(*args, **kwargs):
        print("方法调用前")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("方法调用后")
        return result
	# 返回内部函数对象
    return log_inner


@log_decorator
def test(conetnt):
    print(conetnt)

test("hello world")

注意：装饰函数只能有一个参数，也就是外包函数只能传入一个参数，内部函数没有要求，一般与装饰函数的参数一致。

通过传统函数，可以反推处语法糖的用法：

将被装饰的函数作为参数传入到装饰函数中

内部函数通过引用外部函数变量，并将自身形参传传递函数变量

将内部函数作为对象返回

5 使用案例

5.1 无参无返回

def log_decorator(func):
    def log_inner(*args, **kwargs):
        print("方法调用前")
        func(*args, **kwargs)
        print("方法调用后")

    return log_inner

@log_decorator
def test():
    print("hello world")

if __name__ == '__main__':
    # # 传统方式
    # # 创建闭包对象，将要装饰的函数对象作为参数传入
    # t = log_decorator(test)
    # # 调用
    # t()

    # 语法糖
    test()

5.2 有参无返回

def log_decorator(func):
    def log_inner(content):
        print("方法调用前")
        func(content)
        print("方法调用后")

    return log_inner

@log_decorator
def test(content):
    print(content)

if __name__ == '__main__':
    # # 传统方式
    # # 创建闭包对象，将要装饰的函数对象作为参数传入
    # t = log_decorator(test)
    # # 调用
    # t("hello world")

    # 语法糖
    test("hello world")

5.3无参有返回

def log_decorator(func):
    def log_inner():
        print("方法调用前")
        return func()

    return log_inner


@log_decorator
def test():
    return "hello world"


if __name__ == '__main__':
    # # 传统方式
    # # 创建闭包对象，将要装饰的函数对象作为参数传入
    # t = log_decorator(test)
    # # 调用
    # print(t("hello world"))

    # 语法糖
    print(test())

5.4 有参有返回

def log_decorator(func):
    def log_inner(content):
        print("方法调用前")
        return func(content)

    return log_inner


@log_decorator
def test(content):
    return content


if __name__ == '__main__':
    # # 传统方式
    # # 创建闭包对象，将要装饰的函数对象作为参数传入
    # t = log_decorator(test)
    # # 调用
    # print(t("hello world"))

    # 语法糖
    print(test("hello world"))

5.5 可变参数

def log_decorator(func):
    def log_inner(*args, **kwargs):
        print("方法调用前")
        func(*args, **kwargs)
        print("方法调用前后")

    return log_inner


@log_decorator
def test(*args, **kwargs):
    for arg in args:
        print(arg, end=' ')
    for key, value in kwargs.items():
        print((key, value), end=' ')


if __name__ == '__main__':
    # # 传统方式
    # # 创建闭包对象，将要装饰的函数对象作为参数传入
    # t = log_decorator(test)
    # # 调用
    # t("hello world", "python", name="Java", age=20)

    # 语法糖
    test("hello world", "python", name="Java", age=20)

5.6 多个修饰器的使用

def log_decorator(func):
    def log_inner(*args, **kwargs):
        print("日志记录中……")
        func(*args, **kwargs)

    return log_inner

def cache_decorator(func):
    def cache_inner(*args, **kwargs):
        print("数据缓存中……")
        func(*args, **kwargs)

    return cache_inner


@log_decorator
@cache_decorator
def test(*args, **kwargs):
    for arg in args:
        print(arg, end=' ')
    for key, value in kwargs.items():
        print((key, value), end=' ')


if __name__ == '__main__':
    # # 传统方式
    # # 创建闭包对象，将要装饰的函数对象作为参数传入
    # cache = cache_decorator(test)
    # log = log_decorator(cache)
    # # 调用，log 对象离调用对象最近，所以先返回
    # log("hello world", "python", name="Java", age=20)

    # 语法糖
    test("hello world", "python", name="Java", age=20)

多个装饰器同时使用，如果是传统方式调用，则由内向外进行装饰，也就是根据返回对象离函数最近的返回，说白了，最后是谁调用的及返回的。

cache = cache_decorator(test)
log = log_decorator(cache)
# 调用，log 对象离调用对象最近，所以先返回
log("hello world", "python", name="Java", age=20)

语法糖方式调用，则是从上往下先调用。

@log_decorator
@cache_decorator

两者的返回结果一致，如下：

日志记录中……
数据缓存中……
hello world python ('name', 'Java') ('age', 20)

5.7 带参数的装饰器

修饰器本身也可以接受参数。此时需要定义一个返回修饰器的函数。

def param_decorator(n):
    def log_decorator(func):
        def log_inner(*args, **kwargs):
            print("日志记录中……")
            for i in range(n):
                print(f"日志记录{i + 1}")
                func(*args, **kwargs)
                print()

        return log_inner

    return log_decorator

@param_decorator(3)
def test(*args, **kwargs):
    for arg in args:
        print(arg, end=' ')
    for key, value in kwargs.items():
        print((key, value), end=' ')


if __name__ == '__main__':
    # # 传统方式
    # # 创建闭包对象，将要装饰的函数对象作为参数传入
    # p = param_decorator(3)
    # t = p(test)
    # # 调用
    # t("hello world", "python", name="Java", age=20)

    # # 语法糖
    test("hello world", "python", name="Java", age=20)

5.8 类装饰器

def func_method(cls):
    def inner_method(self):
        return "这是装饰器返回的函数"

    cls.ext_method = inner_method
    return cls

@func_method
class TestClass:
    pass


if __name__ == '__main__':
    # # 传统方式调用
    # # 装饰 TestClass类，返回修改后的类
    # test = func_method(TestClass)
    # # 实例化对象
    # t = test()
    # print(t.ext_method())

    # 语法糖
    test = TestClass()
    print(test.ext_method())

作者：Karl_zhujt

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