深入浅出分析Python装饰器用法

1. 概述

装饰器是Python语言中经常被使用的一种特殊的语法，它可以在不改变原函数代码的情况下，动态地修改函数的行为。可以说，装饰器是Python函数式编程中非常重要的一部分。

装饰器的基本原理是使用 Python 中的闭包和函数作为第一级对象。Python 的解释器并不关心装饰器的具体实现方式，它只需要能够调用原函数即可。调用函数时，再通过装饰器实现动态功能增加。

1. 装饰器的基本用法

装饰器是通过在函数之前加上 @decorator_name 这样的一行语句就完成了。这里 decorator_name 就是装饰器的名称，通常情况下，这个名称都是以函数名的形式命名的。

下面是一个最简单的装饰器的例子：

def log_decorator(func):
    def wrapper():
        print('calling %s' % func.__name__)
        return func()
    return wrapper

@log_decorator
def my_func():
    print('my function running')

my_func()

执行上述代码，将会输出以下两行：

calling my_func
my function running

这里的 log_decorator 就是一个装饰器，它的功能是在原函数 my_func() 运行之前输出一行日志信息。在原函数定义之上使用 @log_decorator 装饰器，可以使用装饰器对 my_func() 进行增强函数功能。

稍微讲解一下这个装饰器的原理，当调用 my_func() 时，会首先执行 log_decorator(my_func)，这个时候会将原函数作为参数传递到装饰器函数 log_decorator 中，然后返回一个新函数 wrapper。而这个新函数 wrapper 在运行的时候，会先执行一行日志输出， 然后再执行原函数 my_func 的代码。

在使用装饰器进行函数装饰时，必须注意原函数的函数名、参数以及返回值的定义都要保持不变。

1. 带参数的装饰器

有时候，原函数比较复杂，需要对其进行多次装饰，此时就需要使用带参数的装饰器。对于带参数的装饰器的定义，需要在函数外层再套一层函数，再将内层函数作为实际的装饰器使用，比较复杂，但是使用起来也很简单。

下面是一个带参数的装饰器的例子：

def repeat(num):
    def my_decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for i in range(num):
                print('calling %s iteration %d' %(func.__name__, i+1))
                func(*args, **kwargs)
        return wrapper
    return my_decorator

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

greet('Tom')

执行上述代码，将会输出以下 9 行信息：

calling greet iteration 1
Hello, Tom!
calling greet iteration 2
Hello, Tom!
calling greet iteration 3
Hello, Tom!

这个例子中 repeat 就是一个带参数的装饰器，用来在函数执行之前，按照指定次数进行多次执行，而 greet 函数则被装饰为“迭代执行”的函数。

值得注意的是，带参数的装饰器需要通过传递实参进行调用。

1. 总结

通过上面的讲述，我们了解了 Python 装饰器的基本使用，包括单个装饰器和带参数的装饰器两种方式，并通过下列示例进行了解释：

• 示例一：一个最简单的装饰器
• 示例二：带参数的装饰器，支持多次执行

值得注意的是，为了编写良好的代码，装饰器应该尽量简单，只实现单一的任务，避免使代码变得复杂和难以维护。