Python装饰器深入教程_函数包装与复用技巧解析

装饰器本质是接收函数并返回新函数的高阶函数,核心为三步:接收原函数、定义包装逻辑、返回替代函数;支持带参配置、元信息保留及类实现状态管理。

装饰器本质:函数的函数

装饰器不是语法糖,而是接收函数作为参数、返回新函数的高阶函数。它的核心逻辑就三步:接收原函数、定义包装逻辑、返回替代函数。写一个最简装饰器,不需要@符号也能理解:

  • def log_call(func): # 接收函数
  •   def wrapper(*args, **kwargs): # 定义包装行为
  •     print(f"Calling {func.__name__}")
  •     return func(*args, **kwargs)
  •   return wrapper # 返回新函数
  • def greet(name): return f"Hello, {name}"
  • greet = log_call(greet) # 手动包装 —— 这就是@log_call的等价操作

带参数的装饰器:多一层闭包

当你想让装饰器接受配置(比如日志级别、重试次数),就得再套一层函数。关键点在于:最外层接收装饰器参数,中间层接收被装饰函数,最内层执行逻辑。

  • def retry(times=3): # 装饰器工厂:接收配置
  •   def decorator(func): # 真正的装饰器:接收函数
  •     def wrapper(*args, **kwargs):
  •       for i in range(times):
  •         try:
  •           return func(*args, **kwargs)
  •         except Exception as e:
  •           if i == times - 1: raise
  •       return wrapper
  •   return decorator
  • @retry(times=2) # 使用时传参,实际调用的是 retry(2)(func)

保留原函数元信息:别让wrapper“冒名顶替”

直接写wrapper会丢失func.__name__func.__doc__等信息,调试和IDE提示会出问题。用functools.wraps是最稳妥解法。

  • 在wrapper定义后立即加 @functools.wraps(func)
  • 它会自动复制__name____doc____module____annotations__等属性
  • 不加wraps时help(greet)显示的是wrapper的帮助,加了才显示原函数文档
  • 自定义装饰器若需传递额外属性(如func._cached = True),仍要手动设置,wraps不处理这类自定义属性

类装饰器:用__call__管理状态

当需要在多次调用间维持状态(如计数、缓存、连接池),类比函数装饰器更清晰。核心是实现__init__(存配置)和__call__(执行包装逻辑)。

  • class CountCalls:
  •   def __init__(self):
  •     self.count = 0
  •   def __call__(self, func):
  •     def wrapper(*args, **kwargs):
  •       self.count += 1
  •       print(f"{func.__name__} called {self.count} times")
  •       return func(*args, **kwargs)
  •     return wrapper
  • @CountCalls() # 注意括号:必须实例化才能用
  • 类装饰器天然支持实例属性共享,适合有状态场景;无状态时函数装饰器更轻量