Python3 中装饰器的用法
1. 什么是装饰器？
装饰器（Decorator）是一种用于修改函数或方法行为的函数，通常用于代码复用、功能增强。
它的本质是一个高阶函数（即接受一个函数作为参数并返回一个新函数）。
常见用途：
- 日志记录
- 权限验证
- 执行时间计算
- 缓存
- 事务管理
- Flask 路由装饰器
2. Python 装饰器的基本使用
装饰器的本质是一个返回函数的函数，一般使用 @decorator_name 语法。
（1）基础装饰器
def my_decorator(func):
def wrapper():
print("开始执行函数")
func()
print("函数执行结束")
return wrapper
@my_decorator # 等价于 hello = my_decorator(hello)
def hello():
print("Hello, World!")
hello()
运行结果
开始执行函数
Hello, World!
函数执行结束
说明：
my_decorator是装饰器，接受func作为参数。wrapper是内部函数，先执行装饰逻辑（print("开始执行函数")），再执行func()。@my_decorator作用于hello()，相当于hello = my_decorator(hello)。
3. 带参数的装饰器
如果被装饰的函数有参数，装饰器内部的 wrapper 也必须接受参数：
def my_decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print("开始执行函数")
result = func(*args, **kwargs)
print("函数执行结束")
return result
return wrapper
@my_decorator
def add(a, b):
return a + b
print(add(3, 5))
运行结果
开始执行函数
函数执行结束
8
说明：
- 使用
*args, **kwargs确保装饰器适用于任意参数的函数。
4. 带参数的装饰器
如果想让装饰器本身也接收参数，需要再封装一层：
def repeat(n):
def decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
for _ in range(n):
func(*args, **kwargs)
return wrapper
return decorator
@repeat(3) # 等价于 hello = repeat(3)(hello)
def hello():
print("Hello!")
hello()
运行结果
Hello!
Hello!
Hello!
说明：
repeat(n)先接收参数n，返回decorator。decorator(func)处理被装饰的函数，返回wrapper。@repeat(3)使hello()执行 3 次。
5. functools.wraps 保持原函数信息
被装饰后，原函数的 __name__、__doc__ 会丢失：
def my_decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print("执行装饰器")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@my_decorator
def hello():
"""这是 hello 函数"""
print("Hello!")
print(hello.__name__) # wrapper
print(hello.__doc__) # None
解决方案：使用 functools.wraps
import functools
def my_decorator(func):
@functools.wraps(func) # 保持原函数信息
def wrapper(*args, **kwargs):
print("执行装饰器")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@my_decorator
def hello():
"""这是 hello 函数"""
print("Hello!")
print(hello.__name__) # hello
print(hello.__doc__) # 这是 hello 函数
结论：
@functools.wraps(func)确保hello()仍保留自己的__name__和__doc__。
6. 适用于类的装饰器
装饰器不仅可以作用于函数，也可以作用于类。
（1）装饰类的所有方法
def class_decorator(cls):
for attr, value in cls.__dict__.items():
if callable(value): # 只装饰方法
setattr(cls, attr, my_decorator(value))
return cls
@class_decorator
class MyClass:
def hello(self):
print("Hello, World!")
obj = MyClass()
obj.hello()
运行结果
开始执行函数
Hello, World!
函数执行结束
（2）使用 __call__ 作为装饰器
class Timer:
def __call__(self, func):
def wrapper(*args, **kwargs):
import time
start = time.time()
result = func(*args, **kwargs)
end = time.time()
print(f"{func.__name__} 执行时间: {end - start:.4f} 秒")
return result
return wrapper
@Timer() # 这里实例化了 Timer
def slow_function():
import time
time.sleep(2)
print("函数执行完成")
slow_function()
运行结果
函数执行完成
slow_function 执行时间: 2.0003 秒
说明：
__call__使Timer类的实例可直接作为装饰器使用。
7. 内置装饰器
Python 内置了一些常见装饰器，如：
@staticmethod：定义静态方法，无需self。@classmethod：定义类方法，cls作为第一个参数。@property：将方法转换为属性。
class Person:
def __init__(self, name):
self._name = name
@property
def name(self):
return self._name # 作为属性访问
@staticmethod
def greet():
print("Hello!")
@classmethod
def create(cls, name):
return cls(name)
p = Person("Alice")
print(p.name) # 访问属性，不是方法调用
p.greet() # 静态方法
new_p = Person.create("Bob") # 类方法
8. 多个装饰器的嵌套
多个装饰器从内向外执行：
def deco1(func):
def wrapper():
print("执行 deco1")
func()
return wrapper
def deco2(func):
def wrapper():
print("执行 deco2")
func()
return wrapper
@deco1
@deco2
def hello():
print("Hello!")
hello()
运行结果
执行 deco1
执行 deco2
Hello!
说明：
@deco2先装饰hello，然后@deco1再装饰deco2(hello)。
9. 总结
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 基本装饰器 | @decorator 语法，包装函数 |
| 带参数装饰器 | 需要再封装一层 |
functools.wraps |
保持原函数信息 |
| 作用于类 | 可以装饰类或类方法 |
| 内置装饰器 | @staticmethod、@classmethod、@property |
| 多个装饰器 | 从内到外执行 |
装饰器是一种强大的工具，在 Web 开发（如 Flask）、日志、权限控制等方面非常有用！