漫谈设计模式 [8]：装饰器模式

引导性开场

菜鸟：老鸟，我最近在项目中遇到一个问题。有些功能，比如日志记录和权限校验，我需要在多个地方使用。代码很冗余，不知道有没有更好的解决办法？

老鸟：菜鸟，这个问题很常见。你有没有听说过设计模式中的装饰器模式？

菜鸟：装饰器模式？听说过一点，但不太明白具体怎么用。

老鸟：没关系，咱们一步一步来。装饰器模式可以帮你解决这个问题。我们先从头说起。

渐进式介绍概念

老鸟：想象一下，你有一个简单的汉堡，只有面包和肉。现在你想加一些配料，比如生菜、番茄和奶酪。你可以一个个地加上去，这样就能得到一个更丰富的汉堡。装饰器模式就像是给汉堡加配料，逐步增强它的功能。

菜鸟：哦，这样说我就明白一点了。那代码里该怎么实现呢？

老鸟：我们先写一个最基本的函数，然后再逐步加上装饰器。

Python代码示例，逐步展开

基础实现

老鸟：假设我们有一个最简单的函数，它只是打印一句话。

python 复制代码

def greet():
    print("Hello, World!")

菜鸟：这个很简单，那怎么加上装饰器呢？

引入装饰器

老鸟：我们来写一个装饰器函数，它在原函数前后加上一些日志记录。

python 复制代码

def log_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Logging start...")
        func()
        print("Logging end...")
    return wrapper

菜鸟：那这个装饰器怎么用在 greet 函数上呢？

老鸟：我们可以这样：

python 复制代码

@log_decorator
def greet():
    print("Hello, World!")

菜鸟：然后直接调用 greet() 就行了吗？

老鸟：对，试试看。

python 复制代码

greet()

菜鸟：输出结果是：

Logging start...
Hello, World!
Logging end...

扩展功能

老鸟：现在我们再加一个装饰器，比如权限校验。

python 复制代码

def auth_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Checking permissions...")
        func()
    return wrapper

菜鸟：那怎么同时使用两个装饰器呢？

老鸟：你可以这样：

python 复制代码

@log_decorator
@auth_decorator
def greet():
    print("Hello, World!")

菜鸟：直接调用 greet() 会输出：

Logging start...
Checking permissions...
Hello, World!
Logging end...

问题与反思

菜鸟：这样做确实方便，但如果我不用装饰器，直接在函数里加这些功能也可以吧？

老鸟：当然可以，但这样代码会很冗余，而且不易维护。如果你需要在多个地方使用这些功能，装饰器模式会更优雅和灵活。

菜鸟：确实，如果直接在函数里加，会导致代码重复，修改起来也麻烦。

优势与适用场景

老鸟：装饰器模式的优势在于它能动态地为对象添加功能，而不修改对象本身。适用场景包括：

日志记录：在函数执行前后记录日志。
权限校验：检查用户权限。
性能监控：记录函数的执行时间。
事务管理：在函数执行前后处理事务。

常见误区与优化建议

菜鸟：那使用装饰器模式有什么需要注意的吗？

老鸟：常见误区包括：

过度使用：不必要的装饰器会增加代码复杂度。
嵌套过深：多个装饰器嵌套会导致代码难以理解。

优化建议：

保持简单：每个装饰器只做一件事。
良好命名：给装饰器和函数起有意义的名字，便于理解。

总结与延伸阅读

老鸟：总结一下，装饰器模式是一种结构型设计模式，可以动态地为对象添加功能，而不改变其结构。它的优势在于灵活性和可维护性，适用于日志记录、权限校验等场景。

菜鸟：谢谢老鸟，今天学到了很多！有没有推荐的书或资料可以进一步学习？

老鸟：可以看看《设计模式：可复用面向对象软件的基础》这本书，还有Python的官方文档里关于装饰器的部分。

菜鸟：太好了，我回去就开始学习！下次再请教你其他设计模式。

老鸟：随时欢迎！