Python裝飾器函數怎么使用

Python裝飾器函數怎么使用

裝飾器（Decorator）是Python中一種強大的工具，它允許我們在不修改原函數代碼的情況下，動態地擴展函數的功能。裝飾器本質上是一個高階函數，它接受一個函數作為參數，并返回一個新的函數。本文將詳細介紹Python裝飾器的使用方法。

1. 裝飾器的基本概念

裝飾器的核心思想是將一個函數“包裝”在另一個函數中，從而在不改變原函數的情況下，增加額外的功能。裝飾器通常用于日志記錄、性能測試、權限校驗等場景。

1.1 簡單的裝飾器示例

下面是一個簡單的裝飾器示例，它在函數執行前后打印日志：

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("函數執行前")
        func()
        print("函數執行后")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello, World!")

say_hello()

輸出結果：

函數執行前
Hello, World!
函數執行后

在這個例子中，my_decorator 是一個裝飾器函數，它接受一個函數 func 作為參數，并返回一個新的函數 wrapper。@my_decorator 語法糖將 say_hello 函數傳遞給 my_decorator，并將返回的 wrapper 函數賦值給 say_hello。

1.2 帶參數的裝飾器

如果被裝飾的函數帶有參數，我們需要在裝飾器的 wrapper 函數中處理這些參數。下面是一個帶參數的裝飾器示例：

def my_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("函數執行前")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("函數執行后")
        return result
    return wrapper

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

greet("Alice")

輸出結果：

函數執行前
Hello, Alice!
函數執行后

在這個例子中，wrapper 函數使用了 *args 和 **kwargs 來接受任意數量的位置參數和關鍵字參數，并將它們傳遞給原函數 func。

2. 裝飾器的嵌套

裝飾器可以嵌套使用，即一個函數可以被多個裝飾器裝飾。裝飾器的執行順序是從下往上，即最靠近函數的裝飾器最先執行。

def decorator1(func):
    def wrapper():
        print("Decorator 1 執行前")
        func()
        print("Decorator 1 執行后")
    return wrapper

def decorator2(func):
    def wrapper():
        print("Decorator 2 執行前")
        func()
        print("Decorator 2 執行后")
    return wrapper

@decorator1
@decorator2
def say_hello():
    print("Hello, World!")

say_hello()

輸出結果：

Decorator 1 執行前
Decorator 2 執行前
Hello, World!
Decorator 2 執行后
Decorator 1 執行后

在這個例子中，say_hello 函數被 decorator2 和 decorator1 兩個裝飾器裝飾。執行順序是先執行 decorator2，再執行 decorator1。

3. 帶參數的裝飾器

有時候我們需要裝飾器本身也接受參數，這時可以使用一個“裝飾器工廠”來生成裝飾器。下面是一個帶參數的裝飾器示例：

def repeat(num_times):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for _ in range(num_times):
                result = func(*args, **kwargs)
            return result
        return wrapper
    return decorator

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

greet("Alice")

輸出結果：

Hello, Alice!
Hello, Alice!
Hello, Alice!

在這個例子中，repeat 是一個裝飾器工廠，它接受一個參數 num_times，并返回一個裝飾器 decorator。decorator 裝飾了 greet 函數，使其重復執行 num_times 次。

4. 類裝飾器

除了函數裝飾器，Python還支持類裝飾器。類裝飾器通過實現 __call__ 方法來裝飾函數。

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

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("函數執行前")
        result = self.func(*args, **kwargs)
        print("函數執行后")
        return result

@MyDecorator
def say_hello():
    print("Hello, World!")

say_hello()

輸出結果：

函數執行前
Hello, World!
函數執行后

在這個例子中，MyDecorator 是一個類裝飾器，它通過 __call__ 方法來實現裝飾功能。

5. 總結

裝飾器是Python中非常強大的工具，它允許我們在不修改原函數代碼的情況下，動態地擴展函數的功能。通過本文的介紹，你應該已經掌握了裝飾器的基本用法、帶參數的裝飾器、裝飾器的嵌套以及類裝飾器的使用。在實際開發中，裝飾器可以大大簡化代碼，提高代碼的可讀性和可維護性。