如何掌握python装饰器进阶指南？走捷径！

2023-12-01 07:03:36

装饰器是一种强大的Python特性，它允许我们在不修改原始函数的情况下改变函数的行为。这使得它们在许多情况下非常有用，例如添加日志记录、测量函数执行时间、或对函数进行参数检查。

为了帮助您更好地理解并熟练运用装饰器，我们精心准备了这份Python装饰器进阶指南，它不仅涵盖了装饰器的基本知识，还提供了许多高级用法和示例代码，让您能够轻松掌握装饰器的使用方法，从初学者走向高手！

1. 装饰器的基本知识

1.1 定义和语法

装饰器本质上就是一个函数，它接受另一个函数作为参数，并返回一个新的函数。这个新函数将具有原始函数的所有功能，但还添加了由装饰器定义的额外功能。

装饰器的语法非常简单：

def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 在这里执行额外的操作
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@decorator
def func_to_be_decorated():
    pass

1.2 作用域

装饰器可以应用于函数、类或模块。当应用于函数时，装饰器将影响该函数的所有实例。当应用于类时，装饰器将影响该类的所有实例及其方法。当应用于模块时，装饰器将影响模块中的所有函数和类。

2. 装饰器的进阶用法

2.1 带参数的装饰器

装饰器可以接受参数，这使得它们更加灵活。例如，我们可以定义一个装饰器来测量函数执行时间，并将其用作参数来指定要测量的函数：

def measure_time(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print("Function {} took {} seconds to execute.".format(func.__name__, end - start))
        return result
    return wrapper

@measure_time
def sum_numbers(n):
    result = 0
    for i in range(1, n + 1):
        result += i
    return result

sum_numbers(100000)

2.2 多个装饰器

多个装饰器可以应用于同一个函数。在这种情况下，装饰器将从内到外执行。例如，我们可以将measure_time装饰器与另一个装饰器结合起来，该装饰器将函数的结果缓存在文件中：

def cache_result(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        cache_key = str(args) + str(kwargs)
        try:
            with open(cache_key, "r") as f:
                result = f.read()
            return result
        except FileNotFoundError:
            result = func(*args, **kwargs)
            with open(cache_key, "w") as f:
                f.write(str(result))
            return result
    return wrapper

@cache_result
@measure_time
def sum_numbers(n):
    result = 0
    for i in range(1, n + 1):
        result += i
    return result

sum_numbers(100000)

2.3 类装饰器

类装饰器允许我们对整个类进行装饰。这对于添加日志记录或参数检查之类的功能非常有用。例如，我们可以定义一个类装饰器来将日志记录功能添加到类的所有方法：

def add_logging(cls):
    for method in cls.__dict__.values():
        if callable(method):
            def wrapper(*args, **kwargs):
                print("Calling method {} of class {}".format(method.__name__, cls.__name__))
                result = method(*args, **kwargs)
                return result
            setattr(cls, method.__name__, wrapper)
    return cls

@add_logging
class MyClass:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def say_hello(self):
        print("Hello, my name is {}!".format(self.name))

obj = MyClass("John Doe")
obj.say_hello()