深入了解Python装饰器的高级用法

1. 装饰器简介

装饰器是 Python 中非常重要的一个特性,它充分体现了 Python 动态性和函数对象的概念,让函数装饰变得更加简洁和方便。

装饰器本质上是一个 Python 函数或类,它可以接收其他函数或类作为参数,并返回一个具有新功能的函数或类。

下面是一个简单的装饰器的例子:

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()

上述例子中,我们定义了一个装饰器函数 my_decorator(),它接收一个函数作为参数,并返回一个内部函数 wrapper()。这个内部函数接收任意数量的参数,然后调用被装饰的函数 func()

我们在 say_hello() 函数上加上 @my_decorator 装饰器,相当于执行了 my_decorator(say_hello)(),也就是将 say_hello() 函数作为参数传给了装饰器。

最终输出结果为:

Something is happening before the function is called.

Hello!

Something is happening after the function is called.

2. 装饰器的高级用法

2.1 带参数的装饰器

装饰器本身可以带参数,这样就可以定制装饰器的行为,使其更具灵活性。

下面是一个带参数的装饰器的例子:

def repeat(num):

def my_decorator(func):

def wrapper(*args, **kwargs):

for i in range(num):

print("Before {} is called.".format(func.__name__))

func(*args, **kwargs)

print("After {} is called.".format(func.__name__))

return wrapper

return my_decorator

@repeat(num=3)

def say_hello():

print("Hello!")

say_hello()

上述例子中,我们定义了一个带参数的装饰器函数 repeat(),它接收一个参数 num,表示要装饰的函数需要被执行的次数。

在装饰器内部,我们定义了一个新的内部函数 wrapper(),它接收任意数量的参数,并根据传入的 num 参数,来多次调用被装饰的函数。

我们在 say_hello() 函数上加上 @repeat(num=3) 装饰器,相当于执行了 repeat(num=3)(say_hello)()

最终输出结果为:

Before say_hello is called.

Hello!

After say_hello is called.

Before say_hello is called.

Hello!

After say_hello is called.

Before say_hello is called.

Hello!

After say_hello is called.

2.2 类装饰器

除了函数装饰器以外,Python 还支持类装饰器。类装饰器可以用来包装函数并添加额外的功能。

下面是一个简单的类装饰器的例子:

class Decorator:

def __init__(self, func):

self.func = func

def __call__(self, *args, **kwargs):

print("Something is happening before the function is called.")

self.func(*args, **kwargs)

print("Something is happening after the function is called.")

@Decorator

def say_hello():

print("Hello!")

say_hello()

上述例子中,我们定义了一个类装饰器 Decorator,它包装了函数并在函数执行前后添加了额外的功能。

我们在 say_hello() 函数上加上了 @Decorator 装饰器,相当于执行了 Decorator(say_hello)(),也就是将 say_hello() 函数作为参数传给了 Decorator 类。

最终输出结果为:

Something is happening before the function is called.

Hello!

Something is happening after the function is called.

2.3 函数式装饰器

Python 还支持一种更加简洁的装饰器语法,称为函数式装饰器。

def my_decorator(func):

def wrapper(*args, **kwargs):

print("Something is happening before the function is called.")

func(*args, **kwargs)

print("Something is happening after the function is called.")

return wrapper

@my_decorator

def say_hello():

print("Hello!")

当我们使用 @my_decorator 装饰器语法时,实际上相当于执行了 say_hello = my_decorator(say_hello),将 say_hello() 函数重新赋值为经过装饰器包装之后的函数。

最终输出结果和之前一样。

3. 结语

本文介绍了 Python 装饰器的基本原理和高级用法,包括带参数的装饰器、类装饰器和函数式装饰器。掌握装饰器的使用,可以让我们在不修改原函数代码的情况下,为函数添加额外的功能或者进行修饰,从而提高代码的重用性和可读性。

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