デコレータ — @ で関数に処理を後付けする

前回のラムダ式までで、関数を値として扱う書き方を一通り見てきました。今回は仕上げとして、「関数に追加の処理を被せる」専用の書き方であるデコレータを整理します。

デコレータとは

デコレータとは、元の関数を変更せずに前後の処理を追加するための仕組みです。「ログを出力する」「実行時間を測る」「キャッシュを効かせる」のように、たくさんの関数に共通して被せたい処理を 1 か所にまとめておけます。

書き方は関数定義の上に@デコレータ名を 1 行付けるだけ。これは「func = デコレータ名(func)と同じ意味」と Python が解釈してくれます。

# デコレータ本体（関数を受け取って関数を返す高階関数）
def logger(func):
    def wrapper():
        print("=== 開始 ===")
        func()                       # 元の関数を呼ぶ
        print("=== 終了 ===")
    return wrapper

# 使う側： @ を付けるだけ
@logger
def greet(): # → logger(greet)
    print("こんにちは")

greet()
# === 開始 ===
# こんにちは
# === 終了 ===

# 上は内部的にこれと同じ
# def greet():
#     print("こんにちは")
# greet = logger(greet)

基本のデコレータ — wrapper で関数を包む

デコレータ本体の骨格は、外側の関数で func を受け取り、内側の関数（慣習的に wrapper）で func() を呼び出して、wrapper を return するという 3 段構成です。funcを覚えたまま動くwrapperは、クロージャそのものです。

func()の前後に書いた処理が、装飾された関数を呼ぶたびに実行されます。

def logger(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"[LOG] {func.__name__} を実行")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"[LOG] {func.__name__} 完了")
        return result
    return wrapper

@logger
def greet(name):
    return f"Hello, {name}"

print(greet("Alice"))
# [LOG] greet を実行
# [LOG] greet 完了
# Hello, Alice

前後にあいさつを表示する bracketデコレータを作って、関数に被せてみます。

① def bracket(func):を定義し、その中にdef wrapper():を作ってください。wrapperの中でprint("--- start ---") → func() → print("--- end ---")の順に実行し、外側でreturn wrapperを返してください。

② @bracketを付けたdef introduce():を定義し、本体にはprint("私は太郎です")だけを書いてください。

③ introduce()を呼び出して、本文の前後に--- start --- / --- end ---が挟まれて表示されることを確認してください。

（正しく実行できれば解説が表示されます）

*args / **kwargs で任意の引数を素通しする

ここまでのwrapperは引数を取らない関数でした。引数を持つ関数も装飾したいときは、*args / **kwargs を使って任意の引数をそのまま受け取り、そのまま`func`に渡し直す書き方を使います。

これで「どんな引数の関数にも被せられる、汎用デコレータ」になります。add(2, 3)のような位置引数でも、add(2, 3, name="ABC")のようなキーワード引数でも、同じデコレータで捌けます。

def log_call(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"呼び出し: args={args}, kwargs={kwargs}")
        result = func(*args, **kwargs)   # ここでも展開して渡す
        print(f"結果: {result}")
        return result                    # 戻り値もちゃんと返す
    return wrapper

@log_call
def add(a, b):
    return a + b

print(add(2, 3))
# 呼び出し: args=(2, 3), kwargs={}
# 結果: 5
# 5

print(add(2, b=3))
# 呼び出し: args=(2,), kwargs={'b': 3}
# 結果: 5
# 5

戻り値を return し忘れない

wrapperの中でresult = func(...)だけ書いてreturnを忘れると、装飾された関数の戻り値が勝手に None に変わってしまいます。add(2, 3)の結果がいつの間にかNoneになっていた、という事故の典型なので、デコレータを書くときはreturn result を必ずセットで書くと覚えておきます。

呼び出し履歴をプリントする log_callデコレータを作り、引数 2 個の関数に被せます。

① def log_call(func):を定義し、中にdef wrapper(*args, **kwargs):を書いてください。

② wrapperの中でprint(f"call: args={args}, kwargs={kwargs}")を表示し、result = func(*args, **kwargs)で元の関数を呼んで、最後にreturn resultしてください。

③ 外側でreturn wrapperを返してください。

④ @log_callを付けたdef multiply(a, b): return a * bを定義し、print(multiply(4, 5))とprint(multiply(2, b=10))を呼び出して、ログ → 戻り値の順に表示されることを確認してください。