Python笔记之装饰器

一、简介

本章节详细讲解Python中的装饰器，包括函数装饰器、类装饰器以及常用内置装饰器（如@staticmethod、@classmethod）。装饰器是一种用于在不修改原有代码的情况下，动态扩展功能的工具，在Python开发中具有广泛的应用场景。

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二、函数装饰器

1、概念说明

• 函数装饰器 是一个接受函数作为参数并返回新函数的特殊函数，用于动态地修改或扩展原函数的行为。
• 使用 @装饰器名称 的语法糖形式为函数添加装饰器。

装饰器的基本结构

def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 在这里添加扩展功能
        print("扩展功能开始")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("扩展功能结束")
        return result
    return wrapper

2、代码示例

(1) 使用函数装饰器

# 定义装饰器
def log_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"调用函数：{func.__name__}，参数：{args}，{kwargs}")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"函数返回值：{result}")
        return result
    return wrapper

# 应用装饰器
@log_decorator
def add(a, b):
    return a + b

# 调用函数
add(3, 5)  # 输出函数的日志信息

运行结果

调用函数：add，参数：(3, 5)，{}
函数返回值：8

(2) 装饰器堆叠

def decorator1(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("装饰器1开始")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("装饰器1结束")
        return result
    return wrapper

def decorator2(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("装饰器2开始")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("装饰器2结束")
        return result
    return wrapper

@decorator1
@decorator2
def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

greet("Alice")

运行结果

装饰器1开始
装饰器2开始
Hello, Alice!
装饰器2结束
装饰器1结束

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三、类装饰器

1、概念说明

• 类装饰器 是通过实现__call__方法的类来装饰函数或方法。
• 类装饰器在功能上与函数装饰器类似，但更适合需要维护状态的装饰场景。

2、代码示例

(1) 使用类装饰器

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

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(f"调用函数：{self.func.__name__}")
        result = self.func(*args, **kwargs)
        print(f"函数执行完毕，结果：{result}")
        return result

@LogDecorator
def multiply(a, b):
    return a * b

multiply(4, 5)  # 输出日志信息

运行结果

调用函数：multiply
函数执行完毕，结果：20

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四、内置装饰器

1、概念说明

Python提供了一些内置装饰器，用于简化常见的类和函数操作。

(1) @staticmethod

• 用于定义类的静态方法，静态方法不依赖实例或类本身。

(2) @classmethod

• 用于定义类方法，类方法接受类对象cls作为第一个参数。

(3) @property

• 用于将方法转换为属性访问。

2、代码示例

(1) @staticmethod 与 @classmethod

class MyClass:
    @staticmethod
    def static_method():
        print("这是一个静态方法")

    @classmethod
    def class_method(cls):
        print(f"这是一个类方法，类名：{cls.__name__}")

MyClass.static_method()
MyClass.class_method()

运行结果

这是一个静态方法
这是一个类方法，类名：MyClass

(2) @property

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

    @property
    def radius(self):
        return self._radius

    @radius.setter
    def radius(self, value):
        if value < 0:
            raise ValueError("半径不能为负数")
        self._radius = value

circle = Circle(5)
print(circle.radius)  # 访问属性
circle.radius = 10    # 修改属性
print(circle.radius)

运行结果

5
10

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五、小结

本章节详细讲解了Python中的装饰器，包括函数装饰器、类装饰器以及常用内置装饰器（如@staticmethod、@classmethod、@property）。掌握装饰器的用法，可以帮助我们在不修改原有代码的情况下，动态地扩展功能，提高代码的复用性与可维护性。