写得优雅又高效，Python中的10个装饰器函数！

装饰器这个概念可能对一些新手来说有些困惑。究竟什么是装饰器？为什么需要装饰器？装饰器在Python中有什么用处？在本篇文章中，我们将通过介绍Python中的10个装饰器函数来回答这些问题。

一、什么是装饰器？

首先，让我们来理解一下装饰器的概念。装饰器是一种特殊的函数，它的作用是用来修饰其他函数的。所谓修饰，就是指在原来函数的基础上添加一些额外的功能，比如：打印日志、检查参数、计时等等。装饰器是Python中非常常见的一种编程技巧，它可以让我们在不改变原有代码的前提下，动态地增加功能。

二、为什么需要装饰器？

有时候我们需要为一个函数添加一些额外的功能，比如：计时、调试、缓存等等。如果我们每次都在函数中添加这些代码，那么就会使代码变得冗长且难以维护。而装饰器的出现正是为了解决这个问题。我们只需在需要添加这些功能的函数上添加装饰器即可，这样可以使代码更加简洁、优雅。

三、Python中的10个装饰器函数

1. @staticmethod

静态方法是指不需要访问类属性或实例属性的方法，它们只与输入参数有关。通过使用@staticmethod装饰器，我们可以声明静态方法。

class MyClass:
    @staticmethod
    def my_static_method(x, y):
        return x + y

2. @classmethod

类方法是指可以访问类属性的方法，它们通常用于创建新的对象实例。通过使用@classmethod装饰器，我们可以声明类方法。

class MyClass:
    x = 0
    
    @classmethod
    def my_class_method(cls):
        cls.x += 1
        return cls

3. @property

@property装饰器用于将一个方法转化为属性。这样，在调用这个方法时，我们就可以像访问属性一样来调用它，而不用再加上括号。

class MyClass:
    def __init__(self, x):
        self._x = x
    
    @property
    def x(self):
        return self._x
        
    @x.setter
    def x(self, value):
        self._x = value

4. @abstractmethod

抽象方法是指只有方法名，没有具体实现的方法。这种方法通常用于规范类的接口。通过使用@abstractmethod装饰器，我们可以声明抽象方法。

from abc import ABC, abstractmethod

class MyAbstractClass(ABC):
    @abstractmethod
    def my_abstract_method(self):
        pass

5. @wraps

有时候我们需要定义一个中间函数（wrapper function），来修饰原有的函数，并添加一些额外的功能。在这种情况下，我们通常需要使用@wraps装饰器，它可以帮助我们保留原有函数的元数据。

from functools import wraps

def my_decorator(func):
    @wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("Before function")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("After function")
        return result
    return wrapper

6. @lru_cache

@lru_cache装饰器可以帮助我们实现函数结果的缓存，这样可以极大地提高函数的效率。

from functools import lru_cache

@lru_cache(maxsize=None)
def my_function(n):
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    else:
        return my_function(n-1) + my_function(n-2)

7. @retry

@retry装饰器可以帮助我们实现函数的自动重试，这在处理网络请求时非常常见。

from retrying import retry

@retry(wait_fixed=2000, stop_max_attempt_number=5)
def my_function():
    # some code that may raise an exception

8. @asyncio.coroutine

异步函数是指可以被协程调度器调用的函数，它们通常用于处理并发任务。通过使用@asyncio.coroutine装饰器，我们可以声明异步函数。

import asyncio

@asyncio.coroutine
def my_async_function():
    # some code that may take a long time to execute

9. @asyncio.gather

@asyncio.gather装饰器可以帮助我们并行执行多个异步任务，并返回它们的执行结果。

import asyncio

async def my_coroutine(x):
    return x ** 2

async def main():
    result = await asyncio.gather(my_coroutine(1), my_coroutine(2), my_coroutine(3))
    print(result)

asyncio.run(main())

10. @functools.singledispatch

@singledispatch装饰器可以帮助我们实现函数的重载，这意味着我们可以根据参数类型的不同来执行不同的代码。这个装饰器要求函数必须至少有一个参数，并且参数的类型需要明确。

from functools import singledispatch

@singledispatch
def my_function(arg):
    print("I don't know how to handle this argument type")

@my_function.register(int)
def _(arg):
    print("This is an integer")

@my_function.register(str)
def _(arg):
    print("This is a string")

my_function(1)
my_function("hello")

四、总结

装饰器是Python中非常常用的一种编程技巧，它可以帮助我们动态地增加一些额外的功能，同时又不需要改变原有的代码。在Python中有10个常见的装饰器函数，它们分别是staticmethod、classmethod、property、abstractmethod、wraps、lru_cache、retry、asyncio.coroutine、asyncio.gather和functools.singledispatch。这些装饰器函数都可以帮助我们实现各种各样的功能，让我们的程序更加优雅、高效。