理解 Python 装饰器

装饰器（decorator）是 Python 中的一个很有趣的概念，它可以在不改变某个函数现有代码的情况下，来增强它的功能。

在第一次接触“装饰器”这个概念的情况下，我们可以把 Python 中的函数看成是“手机”，而把装饰器想象成为一个“手机壳”。我们可以把手机壳套在手机上，以提供额外的功能，比如保护或更好的握感，但不改变手机本身的核心逻辑；类似的，装饰器也是围绕一个函数包装，以增强或修改其行为，而不改变函数的核心逻辑。

装饰器简介

本质上，Python 中的装饰器就是一个函数，只不过，它接受另一个函数作为参数、并扩展后者的行为，而不需要显式地修改它。换句话说，装饰器可以“透明地”包装另一个函数。

我们为什么需要装饰器？

因为：装饰器为我们提供了一种灵活的方式来“装饰”或“包装”另一个函数的功能。这种方式在某些场景会特别有用，比如：

• 向来自外部库的现有函数添加功能，而无需修改原始源代码。
• 强制执行访问控制和认证。
• 记录、监控或跟踪函数的操作。
• 缓存昂贵函数调用的结果。
• 简化调试和开发过程，通过分离关注点和减少代码重复。

如何在 Python 中定义和使用装饰器

在 Python 中，我们可以参考如下步骤来定义和使用装饰器。

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("在调用函数之前，有些事情正在发生。")
        result = func()
        print("在调用函数之后，有些事情正在发生。")
        return result
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    return "Hello!"
 
print(say_hello())

向装饰器传递参数

上面的例子演示了一个简单的装饰器定义和使用，实际上，我们也可以向装饰器传递参数。

def repeat(num_times):
    def decorator_repeat(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for _ in range(num_times):
                result = func(*args, **kwargs)
            return result
        return wrapper
    return decorator_repeat
 
@repeat(num_times=3)
def greet(name):
    print(f"Hello {name}")
 
greet("Alice")

装饰器的最佳实践

• 保持装饰器的简单性
  装饰器应保持简单和小巧。如果装饰器变得太复杂，通常最好使用类或将装饰器拆分为更简单、更小的装饰器。

• 使用 functools.wraps
  编写装饰器时，始终使用 functools.wraps 装饰器，它保留有关原始函数的信息，如其名称和文档字符串。

  from functools import wraps
   
  def my_decorator(func):
      @wraps(func)
      def wrapper(*args, **kwargs):
          return func(*args, **kwargs)
      return wrapper

• 避免改变签名
  除非必要，避免改变被装饰函数的签名，因为这样有可能会导致混乱。

结论

装饰器是 Python 中的一个强大功能，提供了一种灵活的机制来增强函数和方法的行为。通过正确使用装饰器，开发人员往往可以显著提高代码的效率和可读性。