让我们超越基础知识来深入了解装饰器。装饰器不仅仅是“额外的层”，而且提供了一种复杂的方法来动态地向函数添加功能，使它们具有高度的适应性和强大的功能。
1.什么是装饰器？
本质上，装饰器是一个高阶函数——一个接受另一个函数作为参数、添加功能并返回一个新函数的函数。这允许我们用附加功能“装饰”原始函数，而不改变原始函数。
语法回顾:
@decorator_name
def my_function():
pass
在 my_function 之前使用 @decorator_name 是以下形式的简写：
my_function = decorator_name(my_function)
2.构建一个基本的装饰器
让我们构建一个简单的装饰器，在调用函数时记录日志。
def log_call(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print(f"calling {func.__name__}")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@log_call
def greet(name):
print(f"hello, {name}!")
greet("alice") # outputs: calling greet, then hello, alice!
- log_call 是一个包装greet的装饰器。
- *args 和 `kwargs`** 确保它可以与任意数量的位置或关键字参数一起使用。
3.真实世界用例
装饰器通常用于：
- 访问控制：例如，检查用户权限。
- 缓存：存储昂贵的函数调用的结果。
- 重试机制：失败时自动重试函数。
- 输入验证：在函数运行之前检查参数。
4.带参数的装饰器
有时，装饰器需要额外的参数。在这些情况下，我们添加一个外部函数来将参数传递给装饰器。
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示例：
def repeat(times):
def decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
for _ in range(times):
func(*args, **kwargs)
return wrapper
return decorator
@repeat(3)
def say_hello():
print("hello!")
say_hello() # outputs "hello!" three times
这里，repeat 是一个装饰器工厂，它根据 times 参数生成一个装饰器。
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5.堆叠装饰器
您可以在单个函数上堆叠多个装饰器，创建强大的行为链。
示例：
def make_bold(func):
def wrapper():
return "" + func() + ""
return wrapper
def make_italic(func):
def wrapper():
return "" + func() + ""
return wrapper
@make_bold
@make_italic
def greet():
return "hello!"
print(greet()) # outputs: hello!
堆叠@make_bold和@make_italic以粗体和斜体标签迎接。
6.使用 functools.wraps 保存元数据
装饰函数时，您通常希望保留原始函数的元数据（如其名称和文档字符串）。使用 functools.wraps 确保您的包装器不会覆盖这些详细信息。
from functools import wraps
def log_call(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
print(f"calling {func.__name__}")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@wraps(func) 确保保留 func 的名称和文档字符串。
7.类中的装饰器
装饰器不仅仅用于独立功能；它们也可以与类方法一起使用。
示例：
def require_auth(method):
@wraps(method)
def wrapper(self, *args, **kwargs):
if not self.is_authenticated:
raise PermissionError("Authentication required.")
return method(self, *args, **kwargs)
return wrapper
class User:
def __init__(self, authenticated):
self.is_authenticated = authenticated
@require_auth
def access_dashboard(self):
return "Accessing dashboard!"
user = User(authenticated=True)
print(user.access_dashboard()) # Outputs: Accessing dashboard!
require_auth 装饰器在允许访问 access_dashboard 方法之前检查用户是否经过身份验证。
结论：用装饰器增强你的代码
装饰器是 python 的宝贵组成部分，它允许您以灵活且可重用的方式增强、修改和控制函数行为。它们使您的代码更具表现力、模块化和优雅。使用装饰器，您不仅可以添加功能，还可以完善和丰富您的代码库。
