Python装饰器函数怎么使用

装饰器（Decorator）是Python中一种强大的工具，它允许我们在不修改原函数代码的情况下，动态地扩展函数的功能。装饰器本质上是一个高阶函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。本文将详细介绍Python装饰器的使用方法。

1. 装饰器的基本概念

装饰器的核心思想是将一个函数“包装”在另一个函数中，从而在不改变原函数的情况下，增加额外的功能。装饰器通常用于日志记录、性能测试、权限校验等场景。

1.1 简单的装饰器示例

下面是一个简单的装饰器示例，它在函数执行前后打印日志：

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("函数执行前")
        func()
        print("函数执行后")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello, World!")

say_hello()

输出结果：

函数执行前
Hello, World!
函数执行后

在这个例子中，my_decorator 是一个装饰器函数，它接受一个函数 func 作为参数，并返回一个新的函数 wrapper。@my_decorator 语法糖将 say_hello 函数传递给 my_decorator，并将返回的 wrapper 函数赋值给 say_hello。

1.2 带参数的装饰器

如果被装饰的函数带有参数，我们需要在装饰器的 wrapper 函数中处理这些参数。下面是一个带参数的装饰器示例：

def my_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("函数执行前")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("函数执行后")
        return result
    return wrapper

@my_decorator
def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

greet("Alice")

输出结果：

函数执行前
Hello, Alice!
函数执行后

在这个例子中，wrapper 函数使用了 *args 和 **kwargs 来接受任意数量的位置参数和关键字参数，并将它们传递给原函数 func。

2. 装饰器的嵌套

装饰器可以嵌套使用，即一个函数可以被多个装饰器装饰。装饰器的执行顺序是从下往上，即最靠近函数的装饰器最先执行。

def decorator1(func):
    def wrapper():
        print("Decorator 1 执行前")
        func()
        print("Decorator 1 执行后")
    return wrapper

def decorator2(func):
    def wrapper():
        print("Decorator 2 执行前")
        func()
        print("Decorator 2 执行后")
    return wrapper

@decorator1
@decorator2
def say_hello():
    print("Hello, World!")

say_hello()

输出结果：

Decorator 1 执行前
Decorator 2 执行前
Hello, World!
Decorator 2 执行后
Decorator 1 执行后

在这个例子中，say_hello 函数被 decorator2 和 decorator1 两个装饰器装饰。执行顺序是先执行 decorator2，再执行 decorator1。

3. 带参数的装饰器

有时候我们需要装饰器本身也接受参数，这时可以使用一个“装饰器工厂”来生成装饰器。下面是一个带参数的装饰器示例：

def repeat(num_times):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for _ in range(num_times):
                result = func(*args, **kwargs)
            return result
        return wrapper
    return decorator

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

greet("Alice")

输出结果：

Hello, Alice!
Hello, Alice!
Hello, Alice!

在这个例子中，repeat 是一个装饰器工厂，它接受一个参数 num_times，并返回一个装饰器 decorator。decorator 装饰了 greet 函数，使其重复执行 num_times 次。

4. 类装饰器

除了函数装饰器，Python还支持类装饰器。类装饰器通过实现 __call__ 方法来装饰函数。

class MyDecorator:
    def __init__(self, func):
        self.func = func

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("函数执行前")
        result = self.func(*args, **kwargs)
        print("函数执行后")
        return result

@MyDecorator
def say_hello():
    print("Hello, World!")

say_hello()

输出结果：

函数执行前
Hello, World!
函数执行后

在这个例子中，MyDecorator 是一个类装饰器，它通过 __call__ 方法来实现装饰功能。

5. 总结

装饰器是Python中非常强大的工具，它允许我们在不修改原函数代码的情况下，动态地扩展函数的功能。通过本文的介绍，你应该已经掌握了装饰器的基本用法、带参数的装饰器、装饰器的嵌套以及类装饰器的使用。在实际开发中，装饰器可以大大简化代码，提高代码的可读性和可维护性。