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Python装饰器：从入门到精通

news 2025/8/19 11:27:03

一、装饰器的本质与定义

二、装饰器的雏形与语法糖

1. 装饰器的雏形

2. 装饰器的语法糖

三、装饰器的常见应用

1. 获取程序的执行时间

2. 处理带参数的函数

3. 处理有返回值的函数

四、通用版本的装饰器

五、装饰器的高级用法

1. 给装饰器传递参数

六、总结

在 Python 的进阶特性中，装饰器无疑是一颗璀璨的明珠。它能够在不改变函数源代码和调用方式的前提下，为函数增添新的功能，是代码复用和功能扩展的绝佳方案。

一、装饰器的本质与定义

装饰器的本质是一个闭包函数，这意味着它满足闭包的三个构成条件：有嵌套、有引用、有返回（返回的是函数的内存地址）。简单来说，装饰器就是这样一种工具：在不改变现有函数源代码以及函数调用方式的前提下，实现给函数增加额外的功能。

二、装饰器的雏形与语法糖

1. 装饰器的雏形

最初的装饰器实现，需要手动将被装饰的函数传入装饰器函数，并重新赋值。例如，要给评论和下载功能添加登录验证，可这样实现：

def check(fun):def inner():print('登录功能')fun()return innerdef comment():print('评论功能')
comment = check(comment)
comment()def download():print('下载功能')
download = check(download)
download()

这里的check函数就是一个装饰器雏形，它接收要装饰的函数fun作为参数，内部嵌套的inner函数实现了额外的登录功能，并调用了原函数fun，最后返回inner函数。

2. 装饰器的语法糖

为了简化装饰器的使用，Python 提供了@语法糖。使用@装饰器的形式，可直接将装饰器应用于函数，无需手动赋值。例如：

def check(fun):def inner():print('验证登录')fun()return inner@check
def comment():print('发表评论')
comment()

此时，调用comment()，实际上是调用了装饰器内部的inner函数，先执行登录验证，再执行原函数的功能。

三、装饰器的常见应用

1. 获取程序的执行时间

装饰器可以轻松实现获取函数执行时间的功能。通过在函数执行前后记录时间戳，计算差值即可得到执行时间：

import time
def get_time(fun):def inner():begin = time.time()fun()end = time.time()print(f'这个函数的执行时间:{end - begin}')return inner@get_time
def demo():for i in range(1000000):print(i)
demo()

当调用demo()时，会自动计算并打印该函数的执行时间。

2. 处理带参数的函数

对于带有参数的函数，装饰器的内部函数可以使用*args和**kwargs来接收不定长参数，确保原函数的参数能正确传递：

def logging(fun):def inner(*args, **kwargs):print('-- 日志信息:正在努力计算机 --')fun(*args, **kwargs)return inner@logging
def sum_num(*args, **kwargs):result = 0for i in args:result += ifor i in kwargs.values():result += iprint(result)print(sum_num())

这样，sum_num函数可以接收任意数量的位置参数和关键字参数，装饰器也能正常工作。

3. 处理有返回值的函数

如果被装饰的函数有返回值，装饰器的内部函数需要将原函数的返回值返回，以保证函数功能的完整性：

def logging(fun):def inner(*args, **kwargs):print('-- 日志信息:正在努力计算 --')return fun(*args, **kwargs)return inner@logging
def sub_num(a, b):result = a - breturn resultprint(sub_num(20, 10))

调用sub_num(20,10)时，装饰器会返回原函数的计算结果。

四、通用版本的装饰器

综合考虑参数和返回值的情况，通用版本的装饰器应具备以下特点：有嵌套、有引用、有返回、有不定长参数、有 return 返回值。其代码示例如下：

def logging(fn):def inner(*args, **kwargs):print('-- 正在努力计算 --')return fn(*args, **kwargs)return inner@logging
def sum_num1(a, b):result = a + breturn result@logging
def sum_num2(a, b, c):result = a + b + creturn result

这个通用装饰器可以适用于各种类型的函数，无论是带参数还是有返回值的情况。

五、装饰器的高级用法

1. 给装饰器传递参数

通过在装饰器外侧再添加一个函数，专门用于接收参数，可以实现根据传递的参数不同，让装饰器表现出不同的功能。例如：

def logging(flag):def decorator(fun):def inner(*args, **kwargs):if flag == '+':print('-- 日志信息:正在努力进行加法运算 --')elif flag == '-':print('-- 日志信息:正在努力进行减法运算 --')return fun(*args, **kwargs)return innerreturn decorator@logging('+')
def sum_num(a, b):result = a + breturn resultprint(sum_num(2, 3))@logging('-')
def sub_num(a, b):result = a - breturn resultprint(sub_num(5, 2))

这里的logging函数接收参数flag，根据flag的值，装饰器会打印不同的日志信息。