“Python装饰器使用指南：如何装饰函数和类”

装饰器是Python中一项非常有用的语言特性，它允许我们在不改变函数本身的情况下对其进行扩展或修改。本文将介绍装饰器是什么以及如何使用它们装饰函数和类。

一、什么是装饰器？

装饰器是由一个函数或类定义、构造或修改另一个函数或类的方式。装饰器可以实现诸如日志记录、性能分析、输入验证、代码跟踪、缓存等多种功能。

装饰器的语法比较简单，一般格式如下：

@decorator
def function():
    pass

二、如何装饰函数？

最常见的装饰器是函数装饰器。下面是一个示例，它用于记录函数的执行时间：

import time

def timeit(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f'{func.__name__} execution time: {end_time-start_time} seconds')
        return result
    return wrapper

@timeit
def my_function():
    time.sleep(2)

my_function()

在上面的代码中，我们定义了一个timeit装饰器，它嵌套了一个wrapper函数，该函数可以获取任意数量的参数和关键字参数，并在函数调用之前和之后记录时间。然后，我们将该装饰器应用于my_function函数并运行它。在输出中，我们可以看到该函数运行的时间。

三、如何装饰类？

与函数装饰器类似，类装饰器也可以用于修改或扩展类的行为。下面是一个计算类方法调用次数的示例：

def count_calls(cls):
    orig_init = cls.__init__
    count = 0
    def new_init(self, *args, **kwargs):
        nonlocal count
        count += 1
        orig_init(self, *args, **kwargs)
    cls.__init__ = new_init
    cls.count = lambda self: count
    return cls

@count_calls
class Example:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def add(self):
        return self.x + self.y


e1 = Example(1, 2)
e2 = Example(3, 4)
print(e1.count()) # Output: 2
print(e2.count()) # Output: 2

在上面的代码中，我们定义了一个count_calls装饰器，它使用闭包和Python的非局部作用域来计算类方法的调用次数。然后，我们将该装饰器应用于Example类，并创建了两个实例来测试它。在输出中，我们可以看到这两个实例上的方法调用次数都是2。

四、装饰器带参数

使用装饰器时，我们通常还需要传递参数来实现不同的功能。下面是一个带有参数的函数装饰器示例：

def repeat(num):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for i in range(num):
                print(f'Execution {i+1} of {func.__name__}')
                result = func(*args, **kwargs)
            return result
        return wrapper
    return decorator

@repeat(num=3)
def my_function():
    print('Hello, world!')

my_function()

在上面的代码中，我们定义了一个带有参数的函数装饰器repeat，它接受一个数字参数num，并返回另一个装饰器decorator。内部装饰器wrapper会多次执行被装饰的函数，每次都打印出执行次数和函数名。然后，我们将该装饰器应用于my_function函数，并传递参数3。在输出中，我们可以看到该函数被执行3次。

五、装饰器的使用建议

以下是一些在使用装饰器时应遵循的 实践：

1. 使用有意义的名称：为了让代码易于理解和维护，应该为装饰器和其内部函数使用有意义的名称。

2. 保留函数元信息：如果装饰器修改了被装饰函数的名称、文档字符串或函数签名，则在调试和文档化代码时可能会受到影响。为了避免这种情况，应该在内部装饰函数中使用functools.wraps()函数来保留函数元信息。

3. 避免耦合：装饰器应该尽可能地与被装饰的代码解耦，以便它们可以独立于彼此地进行测试和修改。

4. 先定义装饰器，再应用它们：如果可能的话，应该先定义所有的装饰器，然后再应用它们。这样可以使代码更易于理解和维护，并且可以避免由于应用装饰器的顺序不同而导致的错误或行为不一致。

以上就是Python装饰器的介绍和使用指南，希望对你有所帮助！