详细分析Python装饰器（附Demo）

news2024/11/16 20:29:59

前言

装饰器类似Java的切点切面增强

1. 基本知识

装饰器是Python语言中的一种高级功能，它允许将一个函数或者类“装饰”（即修改或增强）其他函数或者类的行为。装饰器本质上是一个可调用的对象，它接受一个函数或者类作为输入，并返回一个新的函数或者类

作用	优点	缺点
代码重用：装饰器可以用来包装重复使用的功能或逻辑，提高代码的重用性代码简洁：装饰器可以将一些与主要逻辑无关的代码分离出来，使主要代码更加简洁易读横切关注点（Cross-cutting Concerns）：装饰器可以用来处理与业务逻辑无关但又必须存在于多处的功能，例如日志记录、性能检测、权限验证等动态增加功能：装饰器可以在不修改被装饰对象的情况下，动态地增加新的功能或行为	提高代码的复用性和可维护性使代码更加简洁，易于理解允许动态地添加或修改对象的行为，而无需修改其原始定义	可能会增加代码的复杂性，特别是在使用多个装饰器的情况下装饰器可能会改变被装饰对象的原始行为，导致难以调试

2. 无参装饰器

通过Demo了解如何增强

# 定义一个简单的装饰器函数 simple_decorator，接受一个函数作为参数
def simple_decorator(func):
    # 定义一个内部函数 wrapper，用于包装被装饰的函数
    def wrapper():
        print("Before calling the function")  # 在调用被装饰函数之前打印信息
        func()  # 调用被装饰的函数
        print("After calling the function")  # 在调用被装饰函数之后打印信息
    return wrapper  # 返回内部函数 wrapper

# 使用装饰器 simple_decorator 对 say_hello 函数进行装饰
@simple_decorator
def say_hello():
    print("执行一次say_hello")  # 打印信息，表示 say_hello 函数被执行了一次

# 调用被装饰后的 say_hello 函数，实际上会在函数执行前后打印额外的信息
say_hello()

截图如下：

在这里插入图片描述

3. 有参装饰器

额外添加了一个内部函数 decorator，它负责接收被装饰函数，并返回一个装饰器函数 wrapper。这种设计更符合装饰器的惯用方式，即装饰器函数接受参数（在这里是 n），然后返回一个装饰器函数，该装饰器函数再接受被装饰的函数，并返回一个新的函数（或者对原函数进行修改）

# 定义一个装饰器函数 repeat，接受一个参数 n，表示要重复执行的次数
def repeat(n):
    # 定义一个内部函数 decorator，该函数接受被装饰的函数作为参数 func
    def decorator(func):
        # 定义一个内部函数 wrapper，用于包装被装饰的函数，以实现重复执行的功能
        def wrapper(*args, **kwargs):
            # 使用 for 循环执行被装饰的函数 n 次
            for _ in range(n):
                func(*args, **kwargs)  # 调用被装饰的函数
        return wrapper  # 返回 wrapper 函数
    return decorator  # 返回 decorator 函数

# 使用装饰器 repeat(3) 对 greet 函数进行装饰，表示要重复执行 3 次
@repeat(3)
def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")  # 打印输出问候语

# 调用被装饰后的 greet 函数，实际上会重复打印三次问候语
greet("码农研究僧")

截图如下：

在这里插入图片描述

以下为错误显示：

def repeat(n):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        func(*args, **kwargs)
    return wrapper
        


@repeat(3)
def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

greet("码农研究僧")

装饰器 repeat 的内部函数 wrapper 中使用了 func(*args, **kwargs) 来调用被装饰的函数，但是在 repeat 函数内部并没有定义 func，因此会引发错误。正确的方式是在 repeat 内部定义一个参数来接收被装饰函数，并在 wrapper 中使用该参数来调用被装饰函数

4. 多个装饰器

以下代码整体逻辑如下：

greet("manong") 被 bold 装饰器装饰，变成 bold(uppercase(greet))("manong")
首先 uppercase(greet) 被调用，得到大写的字符串 "HELLO, MANONG!"
bold 装饰器再次被调用，将大写的字符串用 <b> 和 </b> 标签包裹起来，得到 <b>HELLO, MANONG!</b>
最终的结果被打印输出

# 定义装饰器 uppercase，将被装饰函数的返回值转换为大写
def uppercase(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
   		print(2)
        # 调用被装饰函数，并将结果转换为大写
        result = func(*args, **kwargs)
        print(3)
        return result.upper()
    return wrapper

# 定义装饰器 bold，将被装饰函数的返回值用 <b> 和 </b> 标签包裹起来
def bold(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
    	print(1)
        # 调用被装饰函数，并用 <b> 和 </b> 标签包裹返回结果
        result = func(*args, **kwargs)
        print(4)
        return f"<b>{result}</b>"
    return wrapper

# 先应用 bold 装饰器，再应用 uppercase 装饰器
@bold
@uppercase
def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

# 调用 greet 函数，并输出结果
print(greet("manong"))