将装饰器应用于访问类属性的类方法

装饰器是一种特殊类型的Python函数，它可以用来修改其他函数或方法的行为。当装饰器应用于一个类方法时，它可以在调用该方法之前或之后执行额外的逻辑，而不需要修改方法本身的代码。

基础概念

装饰器本质上是一个接受函数作为参数并返回一个新函数的函数。在Python中，装饰器通常用于日志记录、访问控制、缓存、验证等场景。

应用场景

日志记录：记录方法的调用信息。
访问控制：限制对某些属性的访问权限。
缓存：存储方法的返回值以避免重复计算。
验证：在方法执行前进行参数验证。

示例代码

以下是一个简单的装饰器示例，用于限制对类属性的访问：

def access_control(allowed_roles):
    def decorator(func):
        def wrapper(self, *args, **kwargs):
            if self.role in allowed_roles:
                return func(self, *args, **kwargs)
            else:
                raise PermissionError(f"User with role {self.role} is not allowed to access this method.")
        return wrapper
    return decorator

class MyClass:
    def __init__(self, role):
        self.role = role
        self._sensitive_data = "This is sensitive data."

    @access_control(allowed_roles=['admin'])
    def get_sensitive_data(self):
        return self._sensitive_data

# 使用示例
user1 = MyClass(role='admin')
print(user1.get_sensitive_data())  # 输出: This is sensitive data.

user2 = MyClass(role='guest')
try:
    print(user2.get_sensitive_data())
except PermissionError as e:
    print(e)  # 输出: User with role guest is not allowed to access this method.

解释

装饰器定义：access_control 是一个装饰器工厂函数，它接受一个参数 allowed_roles 并返回一个实际的装饰器。
装饰器应用：@access_control(allowed_roles=['admin']) 应用于 get_sensitive_data 方法，确保只有角色为 'admin' 的用户才能访问该方法。
运行时检查：在 wrapper 函数中，检查当前实例的 role 属性是否在允许的角色列表中。如果不在，则抛出 PermissionError。

类型

装饰器可以是简单的函数，也可以是类（通过实现 __call__ 方法）。它们可以接受参数，也可以不接受参数。

优势

代码重用：可以在多个方法上重复使用相同的装饰器逻辑。
可读性：通过装饰器，可以将额外的逻辑从主业务逻辑中分离出来，使代码更加清晰。
灵活性：装饰器可以在运行时动态地修改函数或方法的行为。

遇到的问题及解决方法

问题：装饰器导致方法签名改变，影响反射和文档生成工具。

解决方法：使用 functools.wraps 装饰器来保留原始函数的元数据。

from functools import wraps

def access_control(allowed_roles):
    def decorator(func):
        @wraps(func)
        def wrapper(self, *args, **kwargs):
            if self.role in allowed_roles:
                return func(self, *args, **kwargs)
            else:
                raise PermissionError(f"User with role {self.role} is not allowed to access this method.")
        return wrapper
    return decorator

通过这种方式，装饰器不会改变被装饰方法的名称、文档字符串等属性，从而避免了上述问题。