Python 装饰器（Decorators）

什么是装饰器？
装饰器（Decorator）本质上是一个修改其他函数功能的函数。它的核心思想是：不修改原函数代码，动态添加新功能。比如：

记录函数执行时间

检查用户权限

缓存计算结果

自动重试失败操作

理解函数是“对象”
在 Python 中，函数也是对象，可以像变量一样传递。这是装饰器的核心基础！

示例 1：函数赋值给变量
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def say_hello():print("Hello!")

将函数赋值给变量

greet = say_hello

调用变量（实际调用函数）

greet()  # 输出: Hello!
示例 2：函数作为参数传递
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def call_twice(func):func()  # 第一次调用func()  # 第二次调用call_twice(say_hello)  
# 输出:
# Hello!
# Hello!

最简单的装饰器
假设我们要在函数执行前后打印日志：

步骤 1：定义一个装饰器函数

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def log_decorator(func):def wrapper():print("函数开始执行...")func()  # 调用原函数print("函数执行完毕！")return wrapper  # 返回新函数

步骤 2：使用装饰器

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@log_decorator  # 语法糖（等价于 say_hello = log_decorator(say_hello)
def say_hello():print("Hello!")say_hello()# 输出:
# 函数开始执行...
# Hello!
# 函数执行完毕！

装饰器的执行过程
当使用 @log_decorator 时，实际发生了以下步骤：

传递函数：log_decorator(say_hello) 被调用，参数是原函数 say_hello

返回新函数：log_decorator 返回内部定义的 wrapper 函数

替换原函数：say_hello 变量指向新的 wrapper 函数

处理带参数的函数
如果被装饰的函数需要参数，怎么办？让 wrapper 接受参数并传递给原函数。

示例：记录函数参数

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def log_args(func):def wrapper(*args, **kwargs):  # 接受任意参数print(f"参数: args={args}, kwargs={kwargs}")return func(*args, **kwargs)  # 传递参数给原函数return wrapper@log_args
def add(a, b):return a + bprint(add(3, b=5))  
# 输出:
# 参数: args=(3,), kwargs={'b': 5}

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装饰器带参数
如果装饰器本身需要参数（比如指定日志级别），需要再包裹一层。

示例：根据日志级别打印

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def log_level(level):  # 外层函数接受参数def decorator(func):  # 装饰器函数def wrapper(*args, **kwargs):print(f"[{level}] 函数开始执行...")result = func(*args, **kwargs)print(f"[{level}] 函数执行完毕！")return resultreturn wrapperreturn decorator  # 返回装饰器@log_level("INFO")  # 等价于 add = log_level("INFO")(add)
def add(a, b):return a + badd(2, 3)
# 输出:
# [INFO] 函数开始执行...
# [INFO] 函数执行完毕！

保留原函数的信息
使用装饰器后，原函数的名称（name）和文档（doc）会被替换为 wrapper。用 functools.wraps 解决这个问题：

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from functools import wrapsdef log_decorator(func):@wraps(func)  # 保留原函数信息def wrapper(*args, **kwargs):print("开始执行...")result = func(*args, **kwargs)print("执行完毕！")return resultreturn wrapper@log_decorator
def say_hello():"""打招呼的函数"""print("Hello!")print(say_hello.__name__)  # 输出: say_hello（而不是 wrapper）
print(say_hello.__doc__)   # 输出: 打招呼的函数

类装饰器
除了函数，还可以用类实现装饰器。通过实现 call 方法：

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class CountCalls:def __init__(self, func):self.func = funcself.calls = 0def __call__(self, *args, **kwargs):self.calls += 1print(f"函数被调用了 {self.calls} 次")return self.func(*args, **kwargs)@CountCalls
def say_hello():print("Hello!")say_hello()  # 输出: 函数被调用了 1 次 → Hello!
say_hello()  # 输出: 函数被调用了 2 次 → Hello