装饰器在Python中的作用及在PyTorchMMDetection中的实战应用
装饰器在Python中的作用
1. 装饰器是什么？为什么它很重要？
装饰器（Decorator）是Python中的一种高级语法，用于在不修改原函数代码的情况下，动态增强函数的功能。它的核心思想是**"装饰"现有函数**，类似于给手机套壳——手机本身功能不变，但多了保护或附加功能。
1.1 装饰器的核心作用
- 代码复用：避免重复写相同的逻辑（如日志、计时、权限检查）
- 非侵入式扩展：不改动原函数代码就能添加功能
- 提高可读性：通过
@decorator语法，明确功能增强意图
2. 装饰器在PyTorch中的实战案例
2.1 案例1：函数执行计时器
在模型训练中，经常需要统计某个函数的运行时间：
import time
import torch
from functools import wrapsdef timer(func):@wraps(func) # 保留原函数的元信息def wrapper(*args, **kwargs):start = time.time()result = func(*args, **kwargs)end = time.time()print(f"{func.__name__} executed in {end - start:.4f}s")return resultreturn wrapper# 使用装饰器统计训练耗时
@timer
def train_one_epoch(model, dataloader, optimizer):model.train()for data, target in dataloader:optimizer.zero_grad()output = model(data)loss = torch.nn.functional.cross_entropy(output, target)loss.backward()optimizer.step()# 调用时会自动打印执行时间
train_one_epoch(model, train_loader, optim.Adam(model.parameters()))
输出示例：
train_one_epoch executed in 12.3456s
2.2 案例2：自动切换模型状态
在PyTorch中，训练和评估模式需要手动切换，用装饰器可以自动化：
def set_mode(mode='train'):def decorator(func):@wraps(func)def wrapper(model, *args, **kwargs):if mode == 'train':model.train()else:model.eval()return func(model, *args, **kwargs)return wrapperreturn decorator# 训练时自动切换为train模式
@set_mode('train')
def custom_train_step(model, data):# ...训练逻辑pass# 评估时自动切换为eval模式
@set_mode('eval')
def custom_eval_step(model, data):# ...评估逻辑pass
3. 装饰器在MMDetection中的高级应用
MMDetection作为目标检测框架，大量使用装饰器实现模块化设计。
3.1 案例1：注册自定义模块
MMDetection通过@MODELS.register_module()装饰器实现插件化架构：
from mmdet.models import MODELS@MODELS.register_module() # 注册自定义Backbone
class MyBackbone(nn.Module):def __init__(self, depth=50):super().__init__()# ...自定义实现# 配置文件中可直接使用
cfg = dict(backbone=dict(type='MyBackbone', depth=101) # 直接调用注册的类
)
3.2 案例2：Hook机制增强训练流程
MMDetection用装饰器实现训练Hook（如学习率调整）：
from mmcv.runner import HOOKS, Hook@HOOKS.register_module() # 注册自定义Hook
class MyCustomHook(Hook):def before_train_epoch(self, runner):print(f"Before epoch {runner.epoch}!")# 配置中添加Hook
custom_hooks = [dict(type='MyCustomHook', priority='NORMAL')
]
4. 装饰器的底层原理
理解装饰器需要掌握三个关键概念：
- 函数是一等公民：可以像变量一样传递
- 闭包（Closure）：内层函数记住外层作用域
- 语法糖
@：@decorator等价于func = decorator(func)
执行流程：
@timer
def foo(): pass# 等价于
foo = timer(foo)