1 什么是类装饰器

在了解类装饰器之前，建议大家先了解装饰器的概念。
装饰器知识快速入门链接
类装饰器是 Python 中的一种特殊类型的装饰器，它是一个类而不是一个函数。与函数装饰器不同，类装饰器可以在运行时接收参数并返回一个可调用的对象，而不是直接替换被装饰的函数。

类装饰器的语法是在装饰器类名前面加上 @ 符号，后跟被装饰的函数。它需要实现一个 __init__ 方法来接收被装饰的函数，以及一个 __call__ 方法来替代函数的行为。对于熟悉装饰器的同学来说，类装饰器的__call__其实就是装饰器的内层函数。

类装饰器常用于在运行时动态修改函数的行为，例如记录函数调用日志，缓存函数返回值，检查函数参数等。

2 类装饰器建立流程

1. 定义一个类，该类需要实现一个 init 方法来接收被装饰的函数。

2. 定义一个 call 方法来替代被装饰函数的行为。

3. 使用 @ 符号将类装饰器类名标记在被装饰函数前面。

与装饰器类似，类装饰器的使用方法如下：

@decorator_class
def decorated_function():
    pass

其中 decorator_class 是一个类，它实现了 __init__ 和 __call__ 方法， decorated_function 是被装饰的函数。

在使用类装饰器时需要注意的是，类装饰器的实例是在导入模块时创建的，而不是在调用函数时创建的。这意味着如果类装饰器类中定义了状态，那么所有使用该装饰器的函数将共享该状态。

3 类装饰器示例代码

为了更好的了解类装饰器，我们来看一段包含类装饰器的完整代码。在这个类装饰器中，实现了生成被装饰函数的使用日志这一常用功能。

"""
类装饰器实现了一个 __call__ 方法来记录函数的使用日志。这个装饰器记录函数运行的开始时间和结束时间，并打印出来。
使用类装饰器时，需要注意的是，类装饰器需要实现一个 __call__ 方法来替代函数的行为。此外，类装饰器需要实现一个 __init__ 方法来接收被装饰的函数。
"""
import datetime
import time


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

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        start_time = datetime.datetime.now()
        result = self.func(*args, **kwargs)
        end_time = datetime.datetime.now()
        print(f'{self.func.__name__} ran from {start_time} to {end_time}')
        return result


@LoggingDecorator
def my_function():
    time.sleep(1)
    print('Hello, World!')


my_function()

这段函数的输出如下：

虽然这里我们定义的my_function()函数并没有传参进去，但是类装饰器的__call__方法仍然传入了(*args, **kwargs)，这使得我们这个装饰器同样可以作用于带参数的函数。
如果希望将日志保存下来，可以将print函数部分进行替换成如下内容：

        with open('log.txt','a',encoding='utf-8') as f:
            f.write(f'{self.func.__name__} ran from {start_time} to {end_time}')

这样，就可以将每次的输出保存在一个文本文件中。

4 原理解释

在定义装饰器的时，等同于以后在执行函数时，将执行

LoggingDecorator(my_function())

即将函数传入了装饰器类。
在之后执行my_function()方法（或理解为类方法）时，__call__方法便会被自动执行，因此类装饰器发挥了作用。