九步学会Python装饰器

Python装饰器是Python语言的独特特性，而且是高阶编程语法中最鲜明的特征之一。装饰器通常是一个返回函数的函数。它们用于修改或增强另一个函数或模块的功能。这篇文章将为你提供一份详细的九步教程，帮助您学会Python装饰器。

1.什么是Python装饰器

Python装饰器是一个Python函数，它接收另一个函数作为输入，然后返回一个新函数作为输出。这个新函数在原始函数的基础上添加了某些附加功能。

2.定义一个装饰器

定义一个装饰器需要使用 "@函数名" 符号。如下所示：

def my_decorator(func):
   def wrapper(*args, **kwargs):
       print("在函数调用之前执行此代码")
       func(*args, **kwargs)
       print("在函数调用之后执行此代码")
   return wrapper

我们在函数定义之前使用@my_decorator符号来使用装饰器：

@my_decorator
def say_hello(name):
    print(f"{name}, 你好！")

say_hello("张三")

当我们运行这段代码时，输出结果为：

在函数调用之前执行此代码
张三, 你好！
在函数调用之后执行此代码

3.装饰器是如何工作的

通过上面的例子，我们可以看到装饰器在函数调用之前和之后添加了一些代码。那么，它是如何实现的呢？

当我们使用@my_decorator来装饰say_hello函数时，它实际上等同于以下代码：

say_hello = my_decorator(say_hello)

这意味着我们将say_hello函数传递给了my_decorator函数。my_decorator函数返回一个新函数(wrapper函数)，以便在不修改原始函数的情况下添加新功能。最后，我们将wrapper函数作为say_hello的新函数。

4.装饰器的应用

装饰器的应用非常广泛，其中一种非常流行的是缓存函数。

缓存是指将计算结果存储在内存中，以便下一次调用时，可以直接返回前面的结果，而不是重新计算。这在处理复杂计算时可以提高执行效率。下面是一个使用装饰器实现缓存函数的示例：

def memoize(func):
    cache = {}
    def wrapper(*args):
        if args in cache:
            return cache[args]
        else:
            result = func(*args)
            cache[args] = result
            return result
    return wrapper

在上面的代码中，我们定义了一个名为memoize的装饰器。它接收一个函数作为输入，然后返回一个新函数(wrapper函数)。wrapper函数首先检查是否有与给定参数相关的结果存储在缓存中。如果有，则返回存储的结果，否则计算并存储结果，然后返回它。

5.装饰类

Python装饰器也可以用于类。我们可以使用相同的语法将装饰器应用于类。例如：

@my_decorator
class MyClass:
    pass

这个代码片段将会把MyClass传递给my_decorator函数，并用返回的新类替换原始类。

6.带参数的装饰器

装饰器可以传递参数，如下所示：

def my_decorator_with_arguments(arg1, arg2):
    def wrapper(func):
        print(f"装饰器参数：arg1={arg1}, arg2={arg2}")
        func()
    return wrapper

@my_decorator_with_arguments("Hello", 123)
def say_hello():
    print("你好！")

这个装饰器文本带有两个参数(arg1和arg2)。然后我们用"@"语法将这个装饰器应用到say_hello()函数上。当我们运行这个函数时，会打印出以下输出：

装饰器参数：arg1=Hello, arg2=123
你好！

7.多个装饰器

一个函数可以被多个装饰器修饰，如下所示：

@decorator1
@decorator2
@decorator3
def my_function():
    pass

被装饰的函数实际上等同于以下代码：

my_function = decorator1(decorator2(decorator3(my_function)))

8.取消装饰器

有些时候，我们需要取消装饰器的效果，可以通过以下语法实现：

decorator1(decorator2(decorator3(my_function))) => my_function

这样做会返回原始函数my_function，而不是被多个装饰器修饰后的函数。

9.总结

这篇文章介绍了Python装饰器的九个基础知识点，涵盖了装饰器的定义、使用、工作方式、应用场景、带参数的装饰器、多重装饰器和取消装饰器的方法。学习这些知识可以让您高效地使用Python的装饰器，从而提高您的编程效率并实现更加强大的程序功能。