Python でのデコレータの使用について詳しく学ぶ

デコレーターとデコレーターのパターン
まず第一に、デコレーターという言葉を使用すると、多くの心配が生じる可能性があることを誰もが理解する必要があります。これは、『デザイン パターン』という本のデコレーター パターンと混同されやすいためです。この新機能に関しては他の用語もいくつか検討されましたが、デコレータが優先されました。
確かに、Python デコレータを使用してデコレータ パターンを実装できることは事実ですが、これは間違いなくその機能のごく一部であり、少し無駄です。 Python デコレータにとって、これはマクロに最も近いものだと思います。

マクロの歴史
マクロの歴史は非常に長いですが、ほとんどの人はC言語の前処理マクロを使用した経験があるかもしれません。ただし、C 言語のマクロにはいくつかの問題があります。(1) マクロは C 言語には存在しません。(2) マクロの動作が少し奇妙で、C 言語の動作と異なる場合があります。 。
言語自体の一部の要素に対する操作をサポートするために、Java と C# の両方にアノテーションが追加されています。もちろん、それらにはすべていくつかの問題があります。場合によっては、目標を達成するために多くの落とし穴を回避しなければならないことがあります。まだ完成していませんが、これらの注釈機能は、これらの言語のいくつかの固有の機能によって制約されることになります (Martin Fowler が説明した「ディレクション」と同じように)
少し違うのは、私を含む多くの C++ プログラマーが C++ テンプレートの威力を認識しており、すでにこの機能をマクロのように使用していることです。
他の多くの言語にもマクロ関数が含まれていますが、私はそれらについてあまり知りませんが、関数の能力と豊富さの点で Python デコレータは Lisp マクロに非常に似ていると恥ずかしがらずに言いたいと思います。

マクロ目標
マクロを次のように説明するのは過言ではないと思います。マクロは、言語要素自体を操作する機能を提供するためにプログラミング言語に存在します。これはまさに Python デコレータが関数を変更してこのクラスを装飾できることです。複雑なメタクラスと比較して、単純なデコレータが提供されることが多いのはこれが理由かもしれません。
ほとんどのプログラミング言語が提供する自己修正 (メタプログラミング) ソリューションには大きな欠点があります。つまり、制限や制約が多すぎるため、他の言語を書いているような錯覚を与えます。
Python は、Martin Fowler が「可能にする」プログラミング言語と呼ぶものに準拠しています。では、変更操作 (メタプログラミング) を実行したい場合、なぜ「異なる」または「制限的な」言語を考え出す必要があるのでしょうか? Python をコピーして自分で作業を始めてみてはいかがでしょうか?これが Python デコレータでできることです。

Python デコレーターでできること
デコレーターを使用すると、関数またはクラスのコード (ロジック) を「挿入」または「変更」できます。デコレータは、よりシンプルかつ強力であることに加えて、AOP アスペクト指向プログラミングに少し似ていますね。たとえば、メソッドの開始または終了の前に実行したいことを追加します (アクセス許可のチェック、追跡、リソースのロックなど、アスペクト指向プログラミングでの一般的な操作など)。デコレータを使用すると、次のことができます:

def foo(): pass
foo = staticmethod(foo)

@staticmethod
def foo(): pass

class entryExit(object):

  def __init__(self, f):
    self.f = f

  def __call__(self):
    print "Entering", self.f.__name__
    self.f()
    print "Exited", self.f.__name__

@entryExit
def func1():
  print "inside func1()"

@entryExit
def func2():
  print "inside func2()"

func1()
func2()

Entering func1
inside func1()
Exited func1
Entering func2
inside func2()
Exited func2

def entryExit(f):
  def new_f():
    print "Entering", f.__name__
    f()
    print "Exited", f.__name__
  return new_f

@entryExit
def func1():
  print "inside func1()"

@entryExit
def func2():
  print "inside func2()"

func1()
func2()
print func1.__name__

def entryExit(f):
  def new_f():
    print "Entering", f.__name__
    f()
    print "Exited", f.__name__
  new_f.__name__ = f.__name__
  return new_f

class decoratorWithArguments(object):

  def __init__(self, arg1, arg2, arg3):
    """
    If there are decorator arguments, the function
    to be decorated is not passed to the constructor!
    """
    print "Inside __init__()"
    self.arg1 = arg1
    self.arg2 = arg2
    self.arg3 = arg3

  def __call__(self, f):
    """
    If there are decorator arguments, __call__() is only called
    once, as part of the decoration process! You can only give
    it a single argument, which is the function object.
    """
    print "Inside __call__()"
    def wrapped_f(*args):
      print "Inside wrapped_f()"
      print "Decorator arguments:", self.arg1, self.arg2, self.arg3
      f(*args)
      print "After f(*args)"
    return wrapped_f

@decoratorWithArguments("hello", "world", 42)
def sayHello(a1, a2, a3, a4):
  print 'sayHello arguments:', a1, a2, a3, a4

print "After decoration"

print "Preparing to call sayHello()"
sayHello("say", "hello", "argument", "list")
print "after first sayHello() call"
sayHello("a", "different", "set of", "arguments")
print "after second sayHello() call"

Inside __init__()
Inside __call__()
After decoration
Preparing to call sayHello()
Inside wrapped_f()
Decorator arguments: hello world 42
sayHello arguments: say hello argument list
After f(*args)
after first sayHello() call
Inside wrapped_f()
Decorator arguments: hello world 42
sayHello arguments: a different set of arguments
After f(*args)
after second sayHello() call

def decoratorFunctionWithArguments(arg1, arg2, arg3):
  def wrap(f):
    print "Inside wrap()"
    def wrapped_f(*args):
      print "Inside wrapped_f()"
      print "Decorator arguments:", arg1, arg2, arg3
      f(*args)
      print "After f(*args)"
    return wrapped_f
  return wrap

@decoratorFunctionWithArguments("hello", "world", 42)
def sayHello(a1, a2, a3, a4):
  print 'sayHello arguments:', a1, a2, a3, a4

print "After decoration"

print "Preparing to call sayHello()"
sayHello("say", "hello", "argument", "list")
print "after first sayHello() call"
sayHello("a", "different", "set of", "arguments")
print "after second sayHello() call"

Inside wrap()
After decoration
Preparing to call sayHello()
Inside wrapped_f()
Decorator arguments: hello world 42
sayHello arguments: say hello argument list
After f(*args)
after first sayHello() call
Inside wrapped_f()
Decorator arguments: hello world 42
sayHello arguments: a different set of arguments
After f(*args)
after second sayHello() call