что делает декоратор в python

Декоратор в Python — это механизм, который позволяет изменять или расширять поведение функции или метода без необходимости изменять сам код этой функции. Это очень мощный инструмент, который часто используется в Python для различных целей, таких как логирование, проверка прав доступа, кэширование, изменение результатов работы функций и многое другое.

1. Основное представление о декораторах

В Python функции являются объектами первого класса, то есть их можно передавать как аргументы в другие функции и возвращать как результат. Это даёт возможность создавать функции, которые принимают другие функции как входные параметры и возвращают функции.

Декоратор — это такая функция, которая принимает функцию в качестве аргумента и возвращает новую функцию, которая обычно оборачивает или изменяет поведение оригинальной функции.

Пример простого декоратора:

python
КопироватьРедактировать
def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("До вызова функции")
        func()
        print("После вызова функции")
    return wrapper

def say_hello():
    print("Привет!")

# Применяем декоратор
decorated_function = my_decorator(say_hello)
decorated_function()  # Вывод:
# До вызова функции
# Привет!
# После вызова функции

В этом примере:

• my_decorator — это декоратор.

• Он принимает функцию say_hello в качестве аргумента и возвращает новую функцию wrapper, которая вызывает say_hello и добавляет дополнительный функционал (печатает строки до и после вызова).

2. Использование синтаксиса @

Для того чтобы применить декоратор к функции, можно использовать синтаксис @. Это эквивалентно тому, что мы сделали вручную в предыдущем примере, но выглядит более элегантно и понятно.

python
КопироватьРедактировать
@my_decorator
def say_hello():
    print("Привет!")

say_hello()  # Вывод:
# До вызова функции
# Привет!
# После вызова функции

В этом примере @my_decorator эквивалентно записи say_hello = my_decorator(say_hello).

3. Декораторы с аргументами

Если ваша функция принимает параметры, декоратор также должен учитывать это и правильно передавать аргументы. Для этого можно использовать *args и **kwargs, чтобы передать аргументы от исходной функции в обёрнутую.

Пример:

python
КопироватьРедактировать
def my_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("До вызова функции")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("После вызова функции")
        return result
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello(name):
    print(f"Привет, {name}!")

say_hello("Иван")
# Вывод:
# До вызова функции
# Привет, Иван!
# После вызова функции

Здесь:

• Мы используем *args и **kwargs, чтобы декоратор мог работать с любыми аргументами, которые передаются функции say_hello.

4. Декораторы с возвращаемыми значениями

Декоратор может также изменять возвращаемое значение функции, возвращая результат по-своему. Это может быть полезно, например, для кэширования результатов.

Пример декоратора, который возвращает результат из кэша, если такой результат уже был вычислен:

python
КопироватьРедактировать
def cache_result(func):
    cache = {}
    def wrapper(*args):
        if args in cache:
            print("Возвращаем результат из кэша")
            return cache[args]
        else:
            print("Вычисляем результат")
            result = func(*args)
            cache[args] = result
            return result
    return wrapper

@cache_result
def slow_add(x, y):
    return x + y

print(slow_add(2, 3))  # Вывод: Вычисляем результат, 5
print(slow_add(2, 3))  # Вывод: Возвращаем результат из кэша, 5

Здесь декоратор cache_result кэширует результаты функции slow_add на основе переданных аргументов.

5. Декораторы с аргументами

Можно также создавать декораторы, которые принимают свои собственные аргументы. Для этого нужно создать ещё один уровень вложенности, чтобы декоратор мог принимать параметры.

Пример:

python
КопироватьРедактировать
def repeat(n):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for _ in range(n):
                func(*args, **kwargs)
        return wrapper
    return decorator

@repeat(3)
def say_hello():
    print("Привет!")

say_hello()
# Вывод:
# Привет!
# Привет!
# Привет!

Здесь декоратор repeat принимает параметр n, который указывает, сколько раз нужно вызвать функцию say_hello.

6. Использование встроенных декораторов

Python предоставляет несколько встроенных декораторов, таких как @staticmethod, @classmethod, и @property, которые изменяют поведение методов в классах.

• @staticmethod: делает метод статическим, то есть метод, который не зависит от экземпляра класса.

• @classmethod: делает метод методом класса, то есть он работает с самим классом, а не с экземпляром.

• @property: позволяет определить метод как свойство, то есть доступ к нему будет осуществляться как к атрибуту.

Пример с использованием @staticmethod и @classmethod:

python
КопироватьРедактировать
class MyClass:
    @staticmethod
    def static_method():
        print("Это статический метод")

    @classmethod
    def class_method(cls):
        print(f"Это метод класса {cls.__name__}")

MyClass.static_method()  # Вывод: Это статический метод
MyClass.class_method()   # Вывод: Это метод класса MyClass

7. Декораторы для методов

При использовании декораторов для методов важно помнить, что методы, как правило, имеют доступ к объекту (через self) или классу (через cls). Если вы применяете декоратор к методу, нужно учесть, что первый аргумент — это либо self (для обычных методов), либо cls (для методов класса).

Пример:

python
КопироватьРедактировать
def method_decorator(func):
    def wrapper(self, *args, **kwargs):
        print(f"Вызов метода {func.__name__} с аргументами {args}")
        return func(self, *args, **kwargs)
    return wrapper

class MyClass:
    @method_decorator
    def some_method(self, a, b):
        return a + b

obj = MyClass()
print(obj.some_method(2, 3))  # Вывод:
# Вызов метода some_method с аргументами (2, 3)
# 5

8. Заключение

Декораторы — это очень мощный инструмент в Python, который позволяет изменять или расширять поведение функций и методов. Они могут быть использованы для множества различных целей, включая:

• Логирование

• Кэширование

• Проверка прав доступа

• Изменение аргументов или результатов

• Добавление функциональности без изменения исходного кода функции

Понимание декораторов позволяет создавать более чистый, модульный и гибкий код, улучшая его читаемость и поддержку.