使用装饰器类修饰方法

装饰器模式是一种结构型设计模式，它允许你在不修改原有对象的基础上，动态地给一个对象添加新的功能。在Python中，装饰器是一种非常常见的实现方式，通常用于日志记录、访问控制、性能测试、事务处理等场景。

基础概念

装饰器本质上是一个接受函数或方法作为参数，并返回一个增强版函数或方法的高阶函数。在Python中，装饰器通常使用@decorator_name语法糖来应用。

类装饰器

类装饰器是装饰器的一种形式，它接受一个类作为参数，并返回一个新的类。类装饰器可以在不修改原类的情况下，增加新的功能或修改类的行为。

示例代码

下面是一个简单的类装饰器的示例，用于记录方法的调用日志：

def log_method_calls(cls):
    class Wrapper:
        def __init__(self, *args, **kwargs):
            self.wrapped = cls(*args, **kwargs)

        def __getattr__(self, name):
            attr = getattr(self.wrapped, name)
            if callable(attr):
                def logged_method(*args, **kwargs):
                    print(f"Calling {name} with args {args} and kwargs {kwargs}")
                    result = attr(*args, **kwargs)
                    print(f"{name} returned {result}")
                    return result
                return logged_method
            return attr

    return Wrapper

@log_method_calls
class MyClass:
    def my_method(self, x):
        return x * 2

# 使用装饰后的类
obj = MyClass()
print(obj.my_method(3))  # 输出: Calling my_method with args (3,) and kwargs {}
                       #       my_method returned 6
                       #       6

优势

代码复用：装饰器可以在多个地方重复使用，避免了代码重复。
单一职责原则：通过装饰器，可以将不同的功能分离到不同的装饰器中，使得每个类或方法只负责单一的功能。
灵活性：装饰器可以在运行时动态地添加或移除功能，而不需要修改原有的代码。

类型

函数装饰器：直接作用于函数或方法。
类装饰器：作用于整个类，可以修改类的行为或添加新的功能。

应用场景

日志记录：记录方法的调用和返回值。
性能监控：测量方法的执行时间。
权限检查：在执行方法前进行权限验证。
缓存：缓存方法的返回结果以提高性能。

可能遇到的问题及解决方法

问题1：装饰器导致方法签名改变

装饰器可能会改变原始方法的签名，导致类型检查工具（如mypy）报错。

解决方法：使用functools.wraps来保留原始方法的元数据。

import functools

def log_method_calls(cls):
    class Wrapper:
        def __init__(self, *args, **kwargs):
            self.wrapped = cls(*args, **kwargs)

        def __getattr__(self, name):
            attr = getattr(self.wrapped, name)
            if callable(attr):
                @functools.wraps(attr)
                def logged_method(*args, **kwargs):
                    print(f"Calling {name} with args {args} and kwargs {kwargs}")
                    result = attr(*args, **kwargs)
                    print(f"{name} returned {result}")
                    return result
                return logged_method
            return attr

    return Wrapper