Python的装饰器与元编程：代码的“魔法外衣”与“自动化工厂”

装饰器和元编程是Python最强大的元编程范式，它们能让你在不修改源代码的情况下增强函数/类的功能，或动态创建/修改代码结构。本文通过实战案例带你掌握这些“魔法工具”，提升代码的简洁性与复用性。 

1. 函数装饰器：给函数穿上“功能外衣”

原理：装饰器本质是高阶函数——接收一个函数，返回一个新函数。其核心思想是函数嵌套 + 闭包，通过@语法糖实现功能增强。

实战1：计时器装饰器（性能分析）

关键点：@wraps(func) 解决装饰器导致的函数名、文档串丢失问题*args, **kwargs 确保装饰器适配任意参数的函数

实战2：日志记录装饰器（调试神器）

2. 类装饰器与参数化装饰器

类装饰器原理：装饰器可以是一个类，通过实现__init__（接收函数）和__call__（执行包装逻辑）方法替代函数嵌套。

实战1：类装饰器实现单例模式

参数化装饰器原理：通过三层嵌套函数实现：外层接收装饰器参数 → 中层接收被装饰函数 → 内层执行包装逻辑。

实战2：带参数的API限流装饰器

3. 元编程实战：用元类自动注册类

元类原理：元类是创建类的类（如type）。自定义元类需继承type，重写__new__或__init__，在类创建时修改其属性。

实战：自动注册所有子类（插件系统基础）

装饰器 vs 元类：如何选择？

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