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Python 装饰器
在 Python 中，装饰器是一个非常强大的功能，可以在不修改函数代码的情况下，动态地修改函数/方法的行为。装饰器本质上是一个函数，它接受一个函数作为参数并返回一个新的函数。
应用场景：比如插入日志，性能测试，事务处理，缓存等等场景。
案例切入
已知有一个函数 func1()，作用是输出一句话。现在我们想要给他增加额外的功能。但是为了保障已有功能的稳定，不能更改原函数。
def func1():
print("in func1")
# 新的需求，能够打印如下内容...
# hello world
# in func1
# hello python
# 实现
def func2(func):
def inner():
print("hello world")
func()
print("hello python")
return inner
func1 = func2(func1)
func1()
装饰器形成的过程
如果我想测试某个函数的执行时间
import time
def func1():
print('in func1')
def timer(func):
def inner():
start = time.time()
func()
print(time.time() - start)
return inner
func1 = timer(func1) # 将函数本身做为参数传递进去
func1()
如果有很多个函数都需要测试它们的执行时间，每次都需要 func1 = timer(func1) 是比较麻烦的，而且不利于代码的可读性和后期维护。这里我们可以使用 python 中的一种特殊的语法结构语法糖，来更为简便的使用装饰器。
我们将上述代码修改如下：
import time
def timer(func):
def inner():
start = time.time()
func()
print(time.time() - start)
return inner
@timer
"""
当我们在某个函数上方使用 @my_decorator 的时候，python 会自动将下面定义的函数做为参数传递给 my_decorator。
func1 = timer(func1)
"""
def func1():
time.sleep(1)
print('in func1')
func1()
装饰带参数的函数
装饰一个带参数的函数与装饰一个不带参数的函数类似，但需要在装饰器中处理传递给被装饰函数的参数。
示例：
import time
def timer(func):
def inner(a):
start = time.time()
func(a)
print(time.time() - start)
return inner
@timer
"""
func1 = timer(func1)
"""
def func1(a):
time.sleep(1)
print(a)
func1('hello world')
装饰带多个参数的函数
这里我们利用了函数里面的动态参数进行传参
def my_decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
# 打印传入的参数
print(f"调用 {func.__name__} 函数，参数: {args}, 关键字参数: {kwargs}")
# 调用原始函数并获取结果
result = func(*args, **kwargs)
# 打印返回结果
print(f"{func.__name__} 函数返回: {result}")
return result
return wrapper
@my_decorator
def add(x, y):
"""返回两个数的和"""
return x + y
# 测试
result = add(5, 3)
print(f"最终结果: {result}")
wraps装饰器
回到我们最开始的案例
import time
def func1():
print('in func1')
def timer(func):
def inner():
start = time.time()
func()
print(time.time() - start)
return inner
func1 = timer(func1) # 将函数本身做为参数传递进去
func1()
思考一个问题：这里虽然我们最后还是执行 func1 函数，但是这里的 func1 函数还是我们最初的func1函数吗？
......
我们先来看一下最后的 func1 他的函数名
import time
def func1():
print('in func1')
def timer(func):
def inner():
start = time.time()
func()
print(time.time() - start)
return inner
func1 = timer(func1) # 将函数本身做为参数传递进去
print(func1.__name__) # 查看函数的名称
导入wraps装饰器
wraps 装饰器，用于帮助创建装饰器时保留被装饰函数的元数据（如名称、文档字符串等）。使用 @wraps 可以确保装饰后的函数看起来像原始函数，这样有助于调试和文档生成。
我们将上方的案例使用 wraps 装饰器装饰
from functools import wraps
import time
def func1():
print('in func1')
def timer(func):
@wraps(func)
def inner():
start = time.time()
func()
print(time.time() - start)
return inner
func1 = timer(func1) # 将函数本身做为参数传递进去
print(func1.__name__) # 查看函数的名称
带参数的装饰器
带参数的装饰器允许你在装饰器中接受参数，从而增强装饰器的灵活性和功能性。实现带参数的装饰器通常需要使用嵌套函数。
我们将创建一个装饰器，它接受一个参数，用于指定是否打印函数的执行时间。
import time
from functools import wraps
def timing_decorator(print_time=True):
def decorator(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
start_time = time.time() # 记录开始时间
result = func(*args, **kwargs) # 调用原始函数
end_time = time.time() # 记录结束时间
if print_time:
execution_time = end_time - start_time
print(f"{func.__name__} 执行时间: {execution_time:.4f}秒")
return result
return wrapper
return decorator
@timing_decorator(print_time=True)
"""
add = timing_decorator(print_time=True)(add)
"""
def add(x, y):
"""返回两个数的和"""
time.sleep(1) # 模拟耗时操作
return x + y
@timing_decorator(print_time=False)
def multiply(x, y):
"""返回两个数的积"""
time.sleep(1) # 模拟耗时操作
return x * y
# 测试
result_add = add(5, 3)
print(f"加法结果: {result_add}")
result_multiply = multiply(5, 3)
print(f"乘法结果: {result_multiply}")
多个装饰器装饰一个函数
可以将多个装饰器应用于同一个函数。这种情况下，装饰器会按照从内到外的顺序依次应用。
def wrapper1(func):
def inner1():
print('第一个装饰器，在程序运行之前')
func()
print('第一个装饰器，在程序运行之后')
return inner1
def wrapper2(func):
def inner2():
print('第二个装饰器，在程序运行之前')
func()
print('第二个装饰器，在程序运行之后')
return inner2
@wrapper1
@wrapper2
def f():
print('Hello')
f()
"""
执行过程分析：
1. f = wrapper2(f) -> func = f, return inner2
2. f = wrapper1(f) -> func = inner2, return inner1
3. f() = inner1() -> inner2() -> f() -> inner2() -> inner1()
"""
示例：多个装饰器
创建两个装饰器，一个用于打印函数的执行时间，另一个用于打印调用的参数。
import time
from functools import wraps
# 装饰器 1：打印执行时间
def timing_decorator(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
start_time = time.time()
result = func(*args, **kwargs)
end_time = time.time()
execution_time = end_time - start_time
print(f"{func.__name__} 执行时间: {execution_time:.4f}秒")
return result
return wrapper
# 装饰器 2：打印函数参数
def logging_decorator(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
print(f"调用 {func.__name__} 函数，参数: {args}, 关键字参数: {kwargs}")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@timing_decorator
@logging_decorator
def add(x, y):
"""返回两个数的和"""
time.sleep(1) # 模拟耗时操作
return x + y
# 测试
result = add(5, 3)
print(f"加法结果: {result}")
装饰器的固定结构
from functools import wraps
def decorator_with_args(param):
def actual_decorator(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
print(f"装饰器参数: {param}")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
return actual_decorator
@decorator_with_args("配置参数")
def my_function():
pass