掌握Python装饰器：从基础到高级应用

一、装饰器的基本概念

1. 什么是装饰器
   • Python中的装饰器是一种特殊类型的函数，它可以用来修改其他函数的行为。
   • 装饰器本质上是一个接受函数作为参数的高阶函数。
2. 为什么使用装饰器
   • 增加代码的可重用性。
   • 提高代码的可读性和可维护性。
   • 实现AOP（面向切面编程）。

二、如何定义和使用装饰器

1. 简单的装饰器示例

   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.
   

2. 带参数的装饰器

   def decorator_with_args(arg1, arg2):
       def real_decorator(func):
           def wrapper(*args, **kwargs):
               print(f"Arguments are {arg1} and {arg2}")
               return func(*args, **kwargs)
           return wrapper
       return real_decorator
   
   @decorator_with_args("arg1", "arg2")
   def func_with_args(a, b):
       return a + b
   
   print(func_with_args(1, 2))  # 输出: Arguments are arg1 and arg2 3
   

三、高级应用

1. 类装饰器

   class ClassDecorator:
       def __init__(self, attribute):
           self.attribute = attribute
   
       def __call__(self, cls):
           class Wrapped(cls):
               def __init__(self, *args, **kwargs):
                   super().__init__(*args, **kwargs)
                   self.added_attribute = self.attribute
   
           return Wrapped
   
   @ClassDecorator('new attribute')
   class TestClass:
       def __init__(self):
           self.existing_attribute = 'original attribute'
   
   obj = TestClass()
   print(obj.existing_attribute)  # 输出: original attribute
   print(obj.added_attribute)    # 输出: new attribute
   

2. 在标准库中使用装饰器

   • @staticmethod和@classmethod的使用。
   • @property装饰器的使用。

四、结论
通过对装饰器的深入解析，我们可以看到它在编写灵活、简洁且易于维护的代码中所起的作用。无论是简单的函数增强，还是复杂的类行为修改，装饰器都提供了一种高效且优雅的解决方案。希望这篇文章能帮助你更好地理解和运用Python装饰器，从而写出更高质量的代码。