Python装饰器全解析：从入门到精通-连界优站

内容目录

• 装饰器的基础 🔍
—— 什么是装饰器？
—— 基本语法
• 装饰器的应用 ✨
—— 参数化装饰器
—— 类装饰器
• 实战技巧与最佳实践 🛠️
—— 使用内置装饰器
—— 组合多个装饰器
• 常见问题及解决方案 ❓
—— Q1: 如何保持原始函数的元数据？
—— Q2: 如果遇到递归调用怎么办？
—— Q3: 怎样提高装饰器的可读性和复用性？
• 实用技巧与提示 ✨
—— 日志记录与监控
—— 社区交流
—— 持续学习
• 结论

装饰器是Python中一个强大且灵活的特性，它允许我们以简洁优雅的方式扩展或修改函数和方法的行为。本文将深入探讨Python装饰器的工作原理、使用场景以及实战技巧，帮助你更好地掌握这一重要的编程工具。

装饰器的基础 🔍

什么是装饰器？

简单来说，装饰器是一个接受函数作为参数并返回新函数的对象。通过这种方式，可以在不改变原函数代码的前提下为其添加额外的功能，如日志记录、性能计时等。

基本语法

在Python中定义装饰器最常用的形式就是使用@decorator_name语法糖。此外，也可以直接调用装饰器函数并将目标函数传递给它。

示例代码：简单的装饰器示例

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Something is happening before the function is called.")
        func()
        print("Something is happening after the function is called.")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello!")

say_hello()

装饰器的应用 ✨

参数化装饰器

有时我们需要根据不同的情况动态调整装饰器的行为。这时可以通过为装饰器本身引入参数来实现这一点。

示例代码：带有参数的装饰器

import functools

def repeat(num_times):
    def decorator_repeat(func):
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for _ in range(num_times):
                result = func(*args, **kwargs)
            return result
        return wrapper
    return decorator_repeat

@repeat(num_times=3)
def greet(name):
    print(f"Hello {name}")

greet("Alice")

类装饰器

除了函数外，我们还可以用装饰器修饰类。这通常用于对整个类实例进行初始化或者控制其属性访问。

示例代码：类装饰器

class CountCalls:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
        self.num_calls = 0

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        self.num_calls += 1
        print(f"Call {self.num_calls} of {self.func.__name__!r}")
        return self.func(*args, **kwargs)

@CountCalls
def say_goodbye():
    print("Goodbye!")

say_goodbye()
say_goodbye()

实战技巧与最佳实践 🛠️

使用内置装饰器

Python标准库提供了几个非常实用的内置装饰器，如@staticmethod、@classmethod、@property等，它们可以帮助简化常见的面向对象编程模式。

示例代码：利用@property访问器方法

class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self._radius = radius

    @property
    def radius(self):
        """The radius property."""
        print("Fetching radius...")
        return self._radius

    @radius.setter
    def radius(self, value):
        if value >= 0:
            self._radius = value
        else:
            raise ValueError("Radius must be non-negative")

circle = Circle(5)
print(circle.radius)  # 输出: Fetching radius...
                     #       5
circle.radius = 10
print(circle.radius)  # 输出: Fetching radius...
                     #       10

组合多个装饰器

当需要同时应用多个装饰器时，请注意它们的执行顺序是从内向外（即靠近被装饰函数的那个先执行）。

示例代码：组合装饰器

def make_bold(fn):
    def wrapped():
        return "<b>" + fn() + "</b>"
    return wrapped

def make_italic(fn):
    def wrapped():
        return "<i>" + fn() + "</i>"
    return wrapped

@make_bold
@make_italic
def hello():
    return "hello world"

print(hello())  # 输出: <b><i>hello world</i></b>