赛博红兔的科技博客

大家好，欢迎回到“Python五分钟”，我是赛博红兔。今天我来给大家介绍五个最常用的Python装饰器。装饰器是一种特殊的函数，用来在不修改原函数代码的情况下，动态地扩展函数或方法的功能。对装饰器不了解的小伙伴们请先去看看我之前装饰器的教学内容，链接我会放在下面。

1. @staticmethod

@staticmethod 用于定义类的静态方法。当一个方法不涉及任何实例或者类的状态，只是提供一个功能函数时，我们可以使用静态方法。我们在《面向对象编程》的那一集已经具体地介绍过了，链接我会放在下面。我们在这里看一个简单的例子。

class MathUtils:
    @staticmethod
    def add(a, b):
        return a + b

print(MathUtils.add(5, 3))

这段代码定义了一个名为MathUtils的类，这个类里有一个名为add的静态方法。静态方法意味着它不需要创建类的实例就可以调用。就像这里，我们直接调用了add方法，传入了5和3，结果打印出8。

2. @classmethod

@classmethod 用于定义类方法。类方法的第一个参数是类本身，通常命名为cls。当一个方法需要访问或修改类的状态时，我们会使用类方法。同样，我们在《面向对象编程》的那一集已经具体地介绍过了，链接我会放在下面。我们在这里看一个简单的例子。

class Counter:
    count = 0

    @classmethod
    def increment(cls):
        cls.count += 1

Counter.increment()
print(Counter.count)

这段代码定义了一个名为Counter的类。这个类中有一个类变量count，初始值为0。类方法increment通过使用@classmethod装饰器来定义，它接受一个类参数cls，并将类变量count加1。Counter类的increment方法，使得类变量count增加1，然后打印出它的值，结果是1。

3. @property

@property 用于将类的方法转换为只读属性。可以用装饰器来定义getter、setter 和deleter 方法，对类的私有变量在类的外部进行调用、设置和删除操作。

class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self._radius = radius

    @property
    def radius(self):
        return self._radius

    @radius.setter
    def radius(self, value):
        if value > 0:
            self._radius = value
        else:
            raise ValueError("Radius must be positive")

c = Circle(5)
print(c.radius)
c.radius = 10
print(c.radius)

这段代码定义了一个名为Circle的类，它有一个私有变量_radius。这个类还使用了@property装饰器定义了一个名为radius的属性方法。这个属性方法有两个部分：

1. 获取器（getter）：当我们通过c.radius直接访问时，返回私有变量_radius的值。
2. 设置器（setter）：当我们通过c.radius = 10设置值时，它首先检查新值是否大于0。如果是，它将新值赋给_radius；否则，它会抛出一个ValueError异常，表示半径必须为正数。

4. @functools.cache

@functools.cache 用于对耗时或资源密集型函数进行缓存，以提高性能。它会记住函数的输入参数和对应的输出结果，下次调用时直接返回缓存结果。当一个函数的结果可以被复用，并且计算过程较为耗时或复杂时，使用缓存装饰器。

import functools

@functools.cache
def fibonacci(n):
    if n < 2:
        return n
    return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

print(fibonacci(10))

这段代码定义了一个用来计算斐波那契数列的函数fibonacci，@functools.cache装饰器会缓存这个函数的结果。这样，当函数被调用时，如果参数相同，它会直接返回缓存的结果，而不需要再次计算。这对于递归函数特别有用，因为它可以显著减少重复计算的次数，提高效率。

5. @dataclasses.dataclass

@dataclasses.dataclass 用于简化类的定义，特别是那些主要用于存储数据的类。它自动生成初始化方法、表示方法和比较方法等。

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Person:
    name: str
    age: int

p = Person(name="Alice", age=30)
print(p)

我们使用@dataclass装饰器定义了一个名为Person的数据类，这个类有两个属性：name（字符串类型）和age（整数类型）。dataclass装饰器会自动为这个类生成常见的方法，比如__init__初始化对象的属性、__repr__提供对象的字符串表示和__eq__用于比较两个对象是否相等。

以上就是Python最常用的5个装饰器的全部内容，你学会了吗？