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Python中的装饰器（Decorator）详解

news 来源：原创 2025/5/15 22:19:19

装饰器（Decorator）是 Python一种强大的语法特性，允许在不修改原函数或类代码的前提下，动态地扩展其功能。和其名字一样，装饰器的核心思想就是"包装"，即通过将函数或类作为参数传递给另一个函数（装饰器），返回一个增强后的新函数或类。

核心概念

函数是一等对象
Python 中函数可以像变量一样传递、赋值或作为返回值，这是装饰器的基础。
闭包（Closure）
内部函数可以访问外部函数的变量，即使外部函数已执行完毕。
语法糖 @
@decorator 等价于 func = decorator(func)，简化装饰器的应用。

示例

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!")

say_hello()

输出：

原理

装饰器的本质是函数嵌套，@my_decorator 等价于：

say_hello = my_decorator(say_hello)

如何处理带参数的函数

函数可以使用 *args 和 **kwargs 接受任意参数：

def my_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"参数: args={args}, kwargs={kwargs}")
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@my_decorator
def add(a, b):
    return a + b

print(add(3, b=4))

输出：

如何保留原函数元信息

如果不使用functools.wraps，被装饰的函数的名称、文档字符串等会被替换，可能导致调试困难。因此，应该使用functools.wraps来保留原函数的元数据。

from functools import wraps
import time

def my_decorator(func):
    @wraps(func)  # 使用@wraps保留原函数信息
    def wrapper(*args, **kwargs):
        import time
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(f"{func.__name__} 执行耗时: {end - start:.2f}秒")
        return result
    return wrapper

@my_decorator
def my_func():
    """模拟耗时操作"""
    time.sleep(1)

my_func()
print(my_func.__name__)

输出：
编辑

如果不使用@wraps，则会输出 wrapper

带参数的装饰器

装饰器本身是可以接受参数的，但需要多一层嵌套：

from functools import wraps

def repeat(n):
    """重复执行函数 n 次"""
    def decorator(func):
        @wraps(func)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for _ in range(n):
                result = func(*args, **kwargs)
            return result
        return wrapper
    return decorator

@repeat(5)
def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

greet("Tom")

输出：

类装饰器

类也可以作为装饰器，需实现 __call__ 方法：

class Test:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
        self.calls = 0

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        self.calls += 1
        print(f"函数 {self.func.__name__} 被调用了第 {self.calls} 次")
        return self.func(*args, **kwargs)

@Test
def say_hi():
    print("Hi!")

say_hi() 
say_hi()

输出：

装饰器的应用场景

日志记录
记录函数调用参数、返回值或异常。
性能计时
统计函数执行时间。
权限校验
在 Web 框架中检查用户权限（如 Flask/JWT）。
缓存结果
缓存函数结果避免重复计算（如 @lru_cache）。
路由注册
Web 框架中用装饰器定义路由（如 Flask 的 @app.route）。

注意事项

装饰器顺序
如果使用一个装饰器装饰另一个装饰器，是按从下到上的顺序执行：
```
@decorator1
@decorator2
def func():
    pass
```
等价于 func = decorator1(decorator2(func))
不要影响原函数行为
确保装饰器不要影响原函数的行为，如参数、返回值等。
正确使用wraps保留元信息
在使用装饰器时，要正确使用 functools.wraps 保留元信息，方便调试。