装饰器篇

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装饰器
classmethod()
property()
staticmethod()

装饰器

在Python中，装饰器（Decorator）是一个高级功能，它允许你在不修改函数或类本身代码的情况下，给函数或类动态地添加额外的功能。装饰器本质上是一个接受函数作为参数的高阶函数，并返回一个新的函数。

装饰器的语法使用 @ 符号，后面跟着装饰器的名称，然后是一个函数定义。装饰器通常用于添加日志、性能分析、事务处理、缓存、权限校验等功能。

下面是一个简单的装饰器示例，用于计算函数的执行时间：

import timedef timer_decorator(func):def wrapper(*args, **kwargs):start_time = time.time()result = func(*args, **kwargs)end_time = time.time()print(f"Function {func.__name__} took {end_time - start_time} seconds to execute.")return resultreturn wrapper@timer_decorator
def my_function():time.sleep(1)  # 假设这是一个耗时的操作print("Function executed!")my_function()

在这个例子中，timer_decorator 是一个装饰器函数，它接受一个函数作为参数（在这个例子中是 my_function），然后定义了一个新的函数 wrapper。wrapper 函数记录了 my_function 的执行时间，并在执行完成后打印出来。最后，timer_decorator 返回 wrapper 函数，这个返回的函数替代了原来的 my_function。

使用 @timer_decorator 语法，我们告诉Python在定义 my_function 之后立即应用 timer_decorator。这样，当我们调用 my_function 时，实际上是在调用 wrapper 函数。

装饰器可以更加复杂，并且可以接受参数，以提供更大的灵活性。它们也可以用于类方法，以装饰类的方法。

需要注意的是，装饰器不应该修改被装饰函数的源代码或调用方式，它们应该保持函数或方法的签名不变，只是简单地添加额外的行为。

classmethod()

classmethod 是Python内置的一个装饰器，用于指示一个方法应当作为类方法而不是实例方法。类方法属于类本身，而不是类的任何特定实例。这意味着类方法可以通过类名直接调用，也可以通过类的实例调用，但不管如何调用，类方法的第一个参数总是类本身，通常命名为 cls。

类方法通常用于执行与类相关但不依赖于类实例的任务，例如创建类的实例、修改类属性或访问与类关联的静态资源。

下面详细讲解 classmethod 装饰器：
定义类方法

使用 @classmethod 装饰器来定义类方法。例如：

class MyClass:@classmethoddef my_class_method(cls, arg1, arg2):print(f"Calling class method of {cls.__name__} with arguments {arg1} and {arg2}")# 调用类方法
MyClass.my_class_method("hello", "world")  # 使用类名调用# 或者
obj = MyClass()
obj.my_class_method("hello", "world")  # 使用实例调用

在这个例子中，my_class_method 是一个类方法。无论我们是使用 MyClass 类名还是它的一个实例 obj 来调用这个方法，cls 参数总是接收 MyClass 类本身。
类方法的用途

类方法通常用于以下几种情况：

工厂方法：创建并返回类的实例。

class MyClass:@classmethoddef from_string(cls, string_representation):# 解析 string_representation 并创建类的实例return cls(parsed_data)

修改类属性：类方法可以修改类级别的状态。

class MyClass:count = 0@classmethoddef increment_count(cls):cls.count += 1

访问类级别的资源：类方法可以访问与类关联的静态资源或配置。

class MyClassFactory:CLASSES = {"A": MyClassA, "B": MyClassB}@classmethoddef get_class(cls, class_name):return cls.CLASSES.get(class_name)

类方法与实例方法的比较

实例方法：第一个参数是 self，代表类的实例。实例方法必须通过类的实例来调用，并且 self 参数会自动绑定到调用该方法的实例上。

class MyClass:def my_instance_method(self, arg):print(f"Calling instance method of {self.__class__.__name__} with argument {arg}")

类方法：第一个参数是 cls，代表类本身。类方法可以通过类名或类的实例来调用，cls 参数会自动绑定到类上。

总的来说，classmethod 装饰器使得你能够定义一种特殊类型的方法，即类方法，它们与实例方法不同，因为它们与类本身而不是类的实例相关联。

property()

在Python中，property()是一个内置函数，用于将一个方法变成属性getter。当你访问这个属性时，实际上是在调用这个方法。此外，property()还可以接受setter和deleter方法，从而允许你对属性进行赋值和删除操作。

使用property()可以使得类更加面向对象，它允许你像访问数据属性一样来访问方法，同时你还可以控制对这个“属性”的读取、赋值和删除操作。

下面是property()的基本用法：

class Circle:def __init__(self, radius):self._radius = radius@propertydef radius(self):"""Getter for radius."""return self._radius@radius.setterdef radius(self, value):"""Setter for radius."""if value < 0:raise ValueError("Radius cannot be negative!")self._radius = value@radius.deleterdef radius(self):"""Deleter for radius."""del self._radius# 使用property的示例
c = Circle(5)
print(c.radius)  # 调用getter，输出: 5c.radius = 10  # 调用setter
print(c.radius)  # 再次调用getter，输出: 10del c.radius  # 调用deleter
# 如果再次访问c.radius，将会抛出一个AttributeError，因为_radius已经被删除了

在上面的例子中，radius是一个属性，但实际上它背后有三个方法：

radius(self): 这是一个getter方法，用于读取_radius的值。
radius(self, value): 这是一个setter方法，用于设置_radius的值，并且在设置之前进行了一些验证（例如，确保半径不是负数）。
radius(self): 这是一个deleter方法，用于删除_radius。

通过property()装饰器，你可以将这三个方法合并成一个单一的属性，从而提供更简洁、更面向对象的接口。

注意，如果你只定义了一个getter方法，而没有定义setter或deleter方法，那么该属性就是只读的。如果你定义了setter方法，那么该属性就是可写的。如果你定义了deleter方法，那么该属性就可以被删除。

使用property()的一个主要好处是，你可以在getter、setter和deleter方法中添加额外的逻辑，例如验证、计算或通知其他属性等，而用户在使用这个属性时完全不需要知道这些背后的复杂性。

staticmethod()

staticmethod 是Python中的一个装饰器，用于指示一个方法应当作为静态方法而不是实例方法或类方法12。

静态方法的特点是：

不需要传递实例参数和类参数：静态方法既不需要传递 self（实例参数）也不需要传递 cls（类参数）12。
无法访问实例属性和方法：由于静态方法不与任何实例或类关联，因此它不能访问实例的属性或方法，也不能访问类的属性或方法（除非这些属性或方法是作为全局变量或函数参数传递的）12。
通过类名调用：静态方法可以通过类名直接调用，而不需要创建类的实例12。

静态方法通常用于实现与类相关但不依赖于类实例或类状态的函数，例如工具函数或辅助函数2。

下面是一个使用 staticmethod 的例子：

class MyClass:@staticmethoddef my_static_method(arg1, arg2):print(f"Calling static method with arguments {arg1} and {arg2}")# 调用静态方法
MyClass.my_static_method("hello", "world")# 由于静态方法不依赖于实例，因此不能通过实例调用（但技术上仍然可以这样做）
obj = MyClass()
obj.my_static_method("hello", "world")  # 这将正常工作，但不是一个好的做法