一、装饰器的基本概念
装饰器是一种设计模式，它允许你在不修改现有函数代码的情况下，给函数增加新的功能。这在Python中是通过闭包和高阶函数实现的。简单来说，装饰器是一个函数，它接收一个函数作为参数，并返回一个新的函数，这个新函数通常会包含原函数的功能，并添加一些额外的操作。
例如，一个简单的装饰器可以这样写：
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 wrapper
@my_decorator
def say_hello():
print("Hello!")
say_hello()
输出：
Something is happening before the function is called.
Hello!
Something is happening after the function is called.
二、装饰器的语法糖 @
Python提供了一种更简洁的应用装饰器的方法，即使用 @ 符号，这被称为“语法糖”。本质上，@decorator 这种写法等价于 decorator(function)。我们继续使用上面的例子：
@my_decorator
def say_goodbye():
print("Goodbye!")
say_goodbye()
输出：
Something is happening before the function is called.
Goodbye!
Something is happening after the function is called.
三、带参数的装饰器
有时你可能需要创建带参数的装饰器。这种情况下，你可以利用嵌套函数来实现。下面是一个示例：
def repeat(n):
def decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
for _ in range(n):
func(*args, **kwargs)
return wrapper
return decorator
@repeat(3)
def say_hello():
print("Hello!")
say_hello()
输出：
Hello!
Hello!
Hello!
四、实战应用：日志记录
装饰器在实际项目中有广泛的应用，例如用于日志记录。记录函数调用的信息可以帮助我们调试和监控系统行为。下面是一个简单的例子：
import logging
logging.basicConfig(level=logging.INFO)
logger = logging.getLogger(__name__)
def log_call(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
logger.info(f"Calling function {func.__name__} with args={args} and kwargs={kwargs}")
result = func(*args, **kwargs)
logger.info(f"Function {func.__name__} returned {result}")
return result
return wrapper
@log_call
def add(a, b):
return a + b
result = add(5, 3)
输出：
INFO:__main__:Calling function add with args=(5, 3) and kwargs={}
INFO:__main__:Function add returned 8
五、类装饰器和继承的关系
除了函数装饰器，Python还支持类装饰器。类装饰器允许你在类定义前对其进行修饰，这对于处理一些通用行为（如权限控制、缓存等）非常有用。以下是一个简单的类装饰器示例：
def singleton(cls):
instances = {
}
def get_instance(*args, **kwargs):
if cls not in instances:
instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
return instances[cls]
return get_instance
@singleton
class MyClass:
def __init__(self, value):
self.value = value
obj1 = MyClass(10)
obj2 = MyClass(20)
print(obj1 is obj2) # True, 因为两个实例其实是同一个对象
六、结论
通过本文，我们详细探讨了Python装饰器的基本概念、实现方法及其在实际项目中的应用。装饰器的强大之处在于其灵活性和简洁性，使得我们能够在不改变原有代码的基础上，轻松扩展函数或方法的功能。希望通过这篇文章，能够帮助大家更好地理解和应用这一编程技巧，提升开发效率。
