Python装饰器：实现函数装饰器和属性装饰器

Python装饰器是一种用于增加函数或类功能的技术。它们可以在代码中以一种干净、简洁的方式实现常见的功能，如日志记录、验证、性能分析等。装饰器可以用来修改或扩展函数和类的行为，而无需修改其源代码。在本文中，我将介绍如何实现函数装饰器和属性装饰器。

函数装饰器

函数装饰器是一种用于修改函数行为的装饰器。它们可以在函数调用之前或之后执行其他操作，也可以替换或修改函数的返回值。函数装饰器可以用于实现一些常见的功能，如日志记录、缓存、输入验证等。

下面是一个例子，演示如何实现一个简单的函数装饰器，用于记录函数的执行时间：

import time

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"函数 {func.__name__} 执行时间：{end_time - start_time:.2f} 秒")
        return result
    return wrapper

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

my_function()

在上面的例子中，我们定义了一个名为timer的函数装饰器。它接受一个函数作为参数，并定义了一个内部函数wrapper。wrapper函数在调用被装饰的函数之前记录开始时间，然后调用被装饰的函数，并记录结束时间。最后，它计算出函数的执行时间，并打印出来。

通过在待装饰的函数前面加上@timer装饰器，我们可以在调用my_function时自动应用该装饰器。运行上面的代码，输出如下：

函数 my_function 执行时间：2.00 秒

这个例子只是其中一个可能的用例。你可以定义自己的装饰器，根据需要修改函数的行为。

属性装饰器

属性装饰器是一种用于修改类属性行为的装饰器。它们可以在访问或设置属性时执行一些额外的操作，例如类型验证、缓存等。

下面是一个例子，演示如何实现一个简单的属性装饰器，用于将属性名称转换为大写：

def uppercase_property(func):
    attr_name = func.__name__

    @property
    def wrapper(self):
        return getattr(self, attr_name).upper()

    @wrapper.setter
    def wrapper(self, value):
        setattr(self, attr_name, value.upper())

    return wrapper

class MyClass:
    @uppercase_property
    def my_property(self):
        return self._my_property

    @my_property.setter
    def my_property(self, value):
        self._my_property = value

obj = MyClass()
obj.my_property = "hello"
print(obj.my_property)

在上面的例子中，我们定义了一个名为uppercase_property的属性装饰器。它接受一个函数作为参数，并定义了一个内部函数wrapper。wrapper函数分别用作@property和@wrapper.setter的装饰器。

在MyClass类中，我们使用@uppercase_property装饰器来装饰my_property属性。这样，当我们访问或设置my_property属性时，会自动调用装饰器中定义的操作。运行上面的代码，输出如下：

HELLO

通过定义自己的属性装饰器，你可以在访问或设置属性时执行一些额外的操作，以满足特定的需求。

总结

通过使用装饰器，我们可以在不修改函数或类源代码的情况下，添加或修改其行为。函数装饰器可以修改函数的执行逻辑，属性装饰器可以修改属性的访问或设置行为。通过了解装饰器的工作原理，你可以自定义和应用各种功能强大的装饰器，并将其用于你的Python项目中。