НейроАгент

Полное руководство по цепочке декораторов Python

Изучите создание и цепочку декораторов функций Python в нашем полном руководстве. Освойте порядок выполнения декораторов, реализуйте декораторы форматирования HTML и создавайте продвинутые шаблоны декораторов для чистого и поддерживаемого кода Python.

#code-tutorial #decorator-chaining #function-decorators #html-formatting #python-decorators #python-programming

22.10.2025, 20:43

Вопрос

Как создавать декораторы функций в Python и объединять их вместе?

Мне нужно реализовать два декоратора в Python, которые будут работать следующим образом:

python

@make_bold
@make_italic
def say():
   return "Hello"

При вызове say() должно возвращаться:

html

"<b><i>Hello</i></b>"

Можете ли вы предоставить реализацию обоих декораторов и объяснить, как они работают при объединении вместе?

НейроАгент

Декораторы функций в Python — это функции, которые оборачивают другие функции для изменения их поведения без изменения исходного кода. Для создания и цепочки декораторов вы определяете функции-обертки, расширяющие функциональность исходной функции, а затем применяете их с помощью синтаксиса @ в обратном порядке выполнения. Когда декораторы объединяются в цепочку, они выполняются от внутреннего (ближайшего к функции) к внешнему, при этом результат каждого декоратора становится входными данными для следующего декоратора в цепочке.

Содержание

Основы декораторов
Создание декораторов форматирования HTML
Реализация цепочки декораторов
Порядок выполнения и отладка
Продвинутые техники декораторов
Практические примеры и случаи использования

Основы декораторов

Декоратор — это функция, которая принимает другую функцию в качестве аргумента и расширяет ее поведение без явного изменения. Базовая структура декоратора включает:

Функцию, которая принимает другую функцию в качестве параметра
Внутреннюю функцию-обертку, содержащую расширенное поведение
Инструкцию return, возвращающую функцию-обертку

python

def decorator_name(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # Код для выполнения перед исходной функцией
        result = func(*args, **kwargs)
        # Код для выполнения после исходной функции
        return result
    return wrapper

Язык программирования Python использует синтаксис @ для применения декораторов к функциям, что делает код более читаемым и поддерживаемым.

Создание декораторов форматирования HTML

Исходя из ваших требований, реализуем декораторы make_bold и make_italic, которые оборачивают возвращаемые значения функций в HTML-теги.

Декоратор make_bold

python

def make_bold(func):
    def wrapper():
        return f'<b>{func()}</b>'
    return wrapper

Декоратор make_italic

python

def make_italic(func):
    def wrapper():
        return f'<i>{func()}</i>'
    return wrapper

Как это работает:

Каждый декоратор определяет внутреннюю функцию wrapper
Функция wrapper вызывает исходную функцию и оборачивает ее возвращаемое значение в HTML-теги
Декоратор возвращает функцию wrapper, которая заменяет исходную функцию

Согласно официальной документации Python, декораторы выполняются при импорте модуля, а не при вызове декорированной функции.

Реализация цепочки декораторов

Когда вы объединяете декораторы в цепочку, как показано в вашем примере:

python

@make_bold
@make_italic
def say():
   return "Hello"

Порядок выполнения следует определенному шаблону:

Сначала внутренний декоратор: @make_italic применяется первым
Затем внешний декоратор: @make_bold оборачивает результат make_italic
Итоговый результат: Hello

Вот что происходит шаг за шагом:

python

# Исходная функция
def say():
   return "Hello"

# Шаг 1: Применение @make_italic
say_with_italic = make_italic(say)  # Возвращает обертку, оборачивающую в <i></i>

# Шаг 2: Применение @make_bold к результату
say_formatted = make_bold(say_with_italic)  # Возвращает обертку, оборачивающую в <b></b>

# Итоговый результат при вызове:
say_formatted()  # Возвращает '<b><i>Hello</i></b>'

Ключевое понимание: Декораторы выполняются снизу вверх при их стэкинге, но обертывание происходит изнутри наружу.

Полная реализация

Вот полная реализация с цепочкой декораторов:

python

def make_bold(func):
    def wrapper():
        return f'<b>{func()}</b>'
    return wrapper

def make_italic(func):
    def wrapper():
        return f'<i>{func()}</i>'
    return wrapper

@make_bold
@make_italic
def say():
   return "Hello"

# При вызове say():
result = say()  # Возвращает '<b><i>Hello</i></b>'
print(result)   # Вывод: <b><i>Hello</i></b>

Порядок выполнения и отладка

Понимание порядка выполнения имеет решающее значение при работе с цепочками декораторов. Как объясняется на GeeksforGeeks, “сначала будет работать внутренний декоратор, а затем внешний”.

Визуализация потока выполнения

Добавим немного отладочной информации, чтобы понять, что происходит:

python

def make_bold(func):
    print("Применение декоратора жирного шрифта")
    def wrapper():
        print("Внутри обертки жирного шрифта")
        result = func()
        return f'<b>{result}</b>'
    return wrapper

def make_italic(func):
    print("Применение декоратора курсива")
    def wrapper():
        print("Внутри обертки курсива")
        result = func()
        return f'<i>{result}</i>'
    return wrapper

@make_bold
@make_italic
def say():
    print("Внутри исходной функции say()")
    return "Hello"

print("Вызов декорированной функции:")
result = say()
print(f"Итоговый результат: {result}")

Вывод:

Применение декоратора курсива
Применение декоратора жирного шрифта
Вызов декорированной функции:
Внутри обертки жирного шрифта
Внутри обертки курсива
Внутри исходной функции say()
Итоговый результат: <b><i>Hello</i></b>

Отладка выполнения декораторов

Вывод раскрывает порядок выполнения:

Декораторы применяются при загрузке модуля (выводит “Применение…”)
При вызове функции:
- Сначала выполняется обертка самого внешнего декоратора (bold)
- Затем обертка внутреннего декоратора (italic)
- В конце выполняется исходная функция
- Результаты оборачиваются в обратном порядке

Продвинутые техники декораторов

Декораторы с параметрами

Чтобы сделать ваши декораторы более гибкими, можно добавить параметры:

python

def make_html_tag(tag):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            result = func(*args, **kwargs)
            return f'<{tag}>{result}</{tag}>'
        return wrapper
    return decorator

# Использование
@make_html_tag('b')
@make_html_tag('i')
def say(name):
    return f"Привет, {name}!"

print(say("Алиса"))  # Вывод: <b><i>Привет, Алиса!</i></b>

Декораторы на основе классов

Вы также можете реализовывать декораторы с использованием классов:

python

class BoldDecorator:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
    
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        return f'<b>{self.func(*args, **kwargs)}</b>'

class ItalicDecorator:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
    
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        return f'<i>{self.func(*args, **kwargs)}</i>'

@BoldDecorator
@ItalicDecorator
def say():
    return "Привет"

print(say())  # Вывод: <b><i>Привет</i></b>

Сохранение метаданных функции

При использовании декораторов вы можете потерять метаданные исходной функции (такие как __name__, __doc__ и т.д.). Вы можете сохранить их с помощью functools.wraps:

python

from functools import wraps

def make_bold(func):
    @wraps(func)
    def wrapper():
        return f'<b>{func()}</b>'
    return wrapper

def make_italic(func):
    @wraps(func)
    def wrapper():
        return f'<i>{func()}</i>'
    return wrapper

@make_bold
@make_italic
def say():
    """Возвращает приветственное сообщение"""
    return "Привет"

print(say.__name__)      # Вывод: say
print(say.__doc__)      # Вывод: Возвращает приветственное сообщение

Практические примеры и случаи использования

Несколько HTML-тегов

Вы можете расширить этот шаблон для создания нескольких декораторов форматирования:

python

def make_bold(func):
    def wrapper():
        return f'<b>{func()}</b>'
    return wrapper

def make_italic(func):
    def wrapper():
        return f'<i>{func()}</i>'
    return wrapper

def make_underline(func):
    def wrapper():
        return f'<u>{func()}</u>'
    return wrapper

@make_bold
@make_italic
@make_underline
def say():
    return "Привет"

print(say())  # Вывод: <b><i><u>Привет</u></i></b>

Декоратор логирования

Практический пример цепочки декораторов — добавление логирования к отформатированной функции:

python

import logging

def log_calls(func):
    def wrapper():
        logging.info(f"Вызов {func.__name__}")
        result = func()
        logging.info(f"Функция {func.__name__} вернула: {result}")
        return result
    return wrapper

@make_bold
@make_italic
@log_calls
def say():
    return "Привет"

# Это и отформатирует вывод, и залогирует вызов функции
result = say()

Мониторинг производительности

Вы можете создавать декораторы для мониторинга производительности, а затем объединять их с форматированием:

python

import time

def timing_decorator(func):
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        result = func()
        end_time = time.time()
        execution_time = end_time - start_time
        print(f"Функция выполнена за {execution_time:.4f} секунд")
        return result
    return wrapper

@make_bold
@timing_decorator
def say():
    time.sleep(0.1)  # Симулируем какую-то работу
    return "Привет"

result = say()
print(f"Отформатированный результат: {result}")

Заключение

Основные выводы из этого руководства:

Основы декораторов: Декораторы — это функции, которые оборачивают другие функции для изменения их поведения без изменения исходного кода.
Механика цепочки: При объединении декораторов в цепочку они применяются снизу вверх, но выполняются изнутри наружу, создавая эффект вложенного обертывания.
Форматирование HTML: Декораторы make_bold и make_italic демонстрируют, как оборачивать возвращаемые значения функций в HTML-теги, такие как  и .
Порядок важен: Порядок, в котором вы объединяете декораторы, существенно влияет на итоговый вывод, так как каждый декоратор оборачивает результат декоратора ниже него.
Продвинутые техники: Вы можете улучшать декораторы, добавляя параметры, реализуя их на основе классов и сохраняя метаданные с помощью functools.wraps.

Для дальнейшего изучения попробуйте экспериментировать с различными комбинациями тегов, добавлять обработку ошибок в декораторы или создавать более сложные сценарии форматирования. Шаблон декоратора — это мощный инструмент в Python, который может значительно улучшить организацию кода и его повторное использование.

Источники

Как сохранить метаданные функции при использовании декораторов в Python?Какие типичные случаи использования цепочек декораторов в приложениях Python?Как создать декораторы с параметрами в Python?В чем разница между декораторами функций и декораторами на основе классов в Python?Как отлаживать проблемы с цепочками декораторов в Python?Можете ли вы привести примеры реальных шаблонов декораторов в фреймворках Python?

Спросить у NeuroAgent