python裝飾器是用于修改或增強函數或類行為的工具。1) 裝飾器可以動態添加功能，如日志記錄和性能監控。2) 它們本質上是接受函數并返回新函數的函數。3) 使用裝飾器時需注意保留函數元數據和執行順序。4) 建議保持裝飾器簡單，并在需要時使用類裝飾器。
在python中，裝飾器是一種非常強大的工具，用于修改或增強函數或類的行為。它們就像魔法一樣，可以在不改變原始函數代碼的情況下，動態地添加功能。這篇文章將深入探討Python裝飾器的使用方法、原理以及一些實用的技巧。
讓我們從最基本的裝飾器開始吧。假設你有一個簡單的函數，你想在它執行前后打印一些日志信息。沒有裝飾器，你可能需要手動修改函數：
def my_function(): print("Function is running") print("Before function call") my_function() print("After function call")
但是，使用裝飾器，我們可以這樣做：
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def log_decorator(func): def wrapper(): print("Before function call") func() print("After function call") return wrapper @log_decorator def my_function(): print("Function is running") my_function()
在這個例子中，log_decorator 是一個裝飾器，它接受一個函數 func 作為參數，并返回一個新的 wrapper 函數。這個 wrapper 函數在調用原始函數前后添加了日志打印。通過 @log_decorator 語法，我們可以輕松地將這個裝飾器應用到 my_function 上。
現在，讓我們深入了解裝飾器的工作原理。裝飾器本質上是一個函數，它接受一個函數作為參數，并返回一個新的函數。這個新的函數通常被稱為“包裝器”（wrapper），它可以調用原始函數，并在其前后執行額外的操作。
裝飾器的優勢在于它們可以復用。你可以定義一個裝飾器，然后應用到多個函數上，而不必重復編寫相同的代碼。例如，如果你想為多個函數添加性能監控，你可以這樣做：
import time def timing_decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): start_time = time.time() result = func(*args, **kwargs) end_time = time.time() print(f"{func.__name__} took {end_time - start_time:.4f} seconds to run.") return result return wrapper @timing_decorator def slow_function(): time.sleep(2) print("Slow function finished") @timing_decorator def fast_function(): print("Fast function finished") slow_function() fast_function()
在這個例子中，timing_decorator 可以應用到多個函數上，方便地監控它們的執行時間。
然而，裝飾器也有一些需要注意的地方。首先，裝飾器會改變函數的身份，這可能會影響一些依賴于函數名稱的代碼。為了解決這個問題，你可以使用 functools.wraps 來保留原始函數的元數據：
from functools import wraps def my_decorator(func): @wraps(func) def wrapper(*args, **kwargs): print("Something is happening before the function is called.") result = func(*args, **kwargs) print("Something is happening after the function is called.") return result return wrapper @my_decorator def say_hello(): print("Hello!") say_hello()
這樣，say_hello.__name__ 仍然會返回 “say_hello”，而不是 “wrapper”。
另一個需要注意的是，裝飾器會在模塊導入時立即執行。如果你的裝飾器有副作用，你可能需要小心。例如：
def register(func): print(f"Registering function: {func.__name__}") return func @register def foo(): pass @register def bar(): pass
在這個例子中，導入模塊時就會打印出注冊信息。
最后，分享一些我使用裝飾器的經驗和建議：
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保持裝飾器簡單：裝飾器的邏輯應該盡量簡單明了，避免復雜的業務邏輯。如果裝飾器變得太復雜，考慮將其拆分為多個裝飾器或使用類裝飾器。
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使用類裝飾器：有時候，使用類來實現裝飾器會更靈活，特別是當你需要維護一些狀態時。例如，緩存裝飾器可以使用類來實現：
class Cached: def __init__(self, func): self.func = func self.cache = {} def __call__(self, *args): if args in self.cache: return self.cache[args] result = self.func(*args) self.cache[args] = result return result @Cached def expensive_function(n): print(f"Calculating {n}") return n * n print(expensive_function(2)) # 輸出: Calculating 2, 然后 4 print(expensive_function(2)) # 直接返回 4，不再計算
- 注意裝飾器的執行順序：多個裝飾器應用到同一個函數時，它們的執行順序是從下到上。例如：
def decorator1(func): def wrapper(): print("Decorator 1") return func() return wrapper def decorator2(func): def wrapper(): print("Decorator 2") return func() return wrapper @decorator1 @decorator2 def say_hello(): print("Hello!") say_hello()
輸出將是：
Decorator 1 Decorator 2 Hello!
總之，裝飾器是Python中一個非常有用的特性。它們可以幫助你編寫更簡潔、更具可讀性的代碼，但也要注意它們的使用方式和可能帶來的問題。通過不斷實踐和總結經驗，你會越來越熟練地使用裝飾器來提升你的代碼質量。
