Python装饰器是一种强大的语言特性，它允许程序员在不改变函数代码的情况下，增加或修改函数的行为。装饰器本质上是一个函数，它接受另一个函数作为参数，并返回一个新的函数，通常用于修改函数的行为、添加额外的功能或执行预处理操作。
1. 简单的装饰器示例
让我们从一个简单的装饰器示例开始，理解装饰器的基本概念：
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 wrapperdef say_hello():print("Hello!")say_hello()
执行结果：
Something is happening before the function is called.Hello!Something is happening after the function is called.
在这个例子中，my_decorator 是一个装饰器函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数 wrapper。wrapper 函数包裹了原始的 say_hello 函数，在调用 say_hello 前后执行额外的操作。
2. 带参数的装饰器
装饰器可以接受参数，这使得装饰器更加灵活。下面是一个带参数的装饰器示例：
def repeat(num_times):def decorator_repeat(func):def wrapper(*args, **kwargs):for _ in range(num_times):result = func(*args, **kwargs)return resultreturn wrapperreturn decorator_repeatdef greet(name):print(f"Hello {name}")greet("World")
执行结果：
Hello WorldHello WorldHello World
在这个例子中，repeat 是一个带参数的装饰器工厂函数，它接受一个参数 num_times，用于指定函数执行的次数。decorator_repeat 函数是真正的装饰器函数，它接受目标函数作为参数，并返回包装函数 wrapper。
3. 类装饰器
除了函数装饰器外，Python 还支持类装饰器。类装饰器通过实现 __call__ 方法来实现装饰器的功能。
class DecoratorClass:def __init__(self, func):self.func = funcdef __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.")@DecoratorClassdef say_hello():print("Hello!")say_hello()
执行结果：
class DecoratorClass:def __init__(self, func):self.func = funcdef __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.")@DecoratorClassdef say_hello():print("Hello!")say_hello()
执行结果：
Something is happening before the function is called.Hello!Something is happening after the function is called.
在这个例子中，DecoratorClass 是一个类装饰器，它接受目标函数作为参数，并通过 __call__ 方法来实现装饰器的功能。
应用案例
1.日志记录器装饰器
日志记录是一个常见的需求，在函数调用前后记录函数的执行时间、参数等信息。
import timedef log_time(func):def wrapper(*args, **kwargs):start_time = time.time()result = func(*args, **kwargs)end_time = time.time()print(f"Function {func.__name__} executed in {(end_time - start_time):.4f} seconds")return resultreturn wrapperdef long_running_function():time.sleep(2)print("Function executed.")long_running_function()
2. 权限检查装饰器
在 Web 应用中，可能需要对某些函数进行权限检查，确保用户有权执行该操作。
def check_permission(func):def wrapper(user, *args, **kwargs):if user.is_admin:return func(user, *args, **kwargs)else:raise PermissionError("User does not have permission to execute this function.")return wrapperdef delete_user(user, user_id):print(f"User {user_id} deleted successfully.")class User:def __init__(self, is_admin):self.is_admin = is_adminadmin_user = User(is_admin=True)regular_user = User(is_admin=False)delete_user(admin_user, user_id=123)# delete_user(regular_user, user_id=456) # PermissionError: User does not have permission to execute this function.
3. 性能优化装饰器
有时候我们希望对一些函数进行性能优化，缓存其结果以提高效率。
from functools import lru_cachedef fibonacci(n):if n <= 1:return nelse:return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)print(fibonacci(10))
以上是一些简单的 Python 装饰器的示例和应用场景，装饰器是 Python 中非常强大和灵活的特性，能够大大提高代码的可复用性和可维护性。通过深入理解装饰器的原理和应用，可以更好地发挥其威力，写出更加优雅、高效的 Python 代码。
