Python의 데코레이터와 함수 데코레이션

파이썬에서 데코레이터(Decorator)는 매우 유용한 기능으로, 함수나 메서드에 추가적인 기능을 원활하게 부여할 수 있는 도구입니다. 이러한 데코레이터는 코드의 재사용성을 높여주며, 특정 함수의 동작을 동적으로 변경할 수 있는 장점을 가지고 있습니다. 아래에서는 데코레이터의 정의, 구조, 여러 활용 사례를 탐구해보도록 하겠습니다.

데코레이터란?

데코레이터는 특정 함수를 변경하지 않고도 새로운 기능을 추가할 수 있는 방법론을 제공합니다. 일반적으로 데코레이터는 함수의 외부에서 원래 함수를 감싸주는 역할을 하는 래퍼(wrapper) 함수를 포함하고 있습니다. 이 래퍼 함수는 원래 함수의 실행 결과를 변경하거나, 함수 실행 전후에 추가적인 작업을 수행할 수 있게 해줍니다. 데코레이터는 다른 함수나 메서드를 인자로 받아 최종적으로 새로운 함수를 반환하는 클로저 패턴을 통해 기능을 구현합니다.

기본 구조

데코레이터의 기본적인 구조는 다음과 같습니다:

def my_decorator(func):
  def wrapper(*args, **kwargs):
    # 함수 실행 전 추가 작업
    result = func(*args, **kwargs)
    # 함수 실행 후 추가 작업
    return result
  return wrapper

여기서 my_decorator는 데코레이터 함수이며, wrapper 함수는 원래의 func 함수를 감싸는 역할을 합니다. wrapper 내에서 func를 호출하고 그 결과를 반환합니다. 이러한 데코레이터는 주로 @ 문법을 사용하여 적용됩니다.

데코레이터의 활용 사례

데코레이터는 다양한 용도로 활용될 수 있습니다. 다음은 몇 가지 대표적인 예시입니다.

로깅 데코레이터

로깅(logging)은 함수가 호출될 때마다 그 동작을 기록하는 것입니다. 로깅 데코레이터는 호출되는 함수의 이름, 인자, 그리고 반환 값을 로그에 남기는 기능을 수행합니다.

def logging_decorator(func):
  def wrapper(*args, **kwargs):
    print(f"Calling function {func.__name__} with arguments {args} and {kwargs}")
    result = func(*args, **kwargs)
    print(f"Function {func.__name__} returned {result}")
    return result
  return wrapper

실행 시간 측정 데코레이터

이 데코레이터는 특정 함수의 실행 시간을 측정하여 성능 분석에 도움을 줍니다. 예를 들어:

import time
def timer_decorator(func):
  def wrapper(*args, **kwargs):
    start_time = time.time()
    result = func(*args, **kwargs)
    end_time = time.time()
    print(f"Function {func.__name__} took {end_time - start_time:.4f} seconds")
    return result
  return wrapper

권한 검사 데코레이터

이 데코레이터는 특정 기능에 접근할 수 있는지를 확인하는 용도로 사용됩니다. 사용자 권한을 검사하여 접근을 허용하거나 차단할 수 있습니다.

def requires_permission(permission):
  def decorator(func):
    def wrapper(user, *args, **kwargs):
      if permission in user.get("permissions", []):
        return func(user, *args, **kwargs)
      else:
        print(f"User {user['name']} does not have permission: {permission}")
        return None
    return wrapper
  return decorator

매개변수를 갖는 데코레이터

때로는 데코레이터에 매개변수를 전달해야할 필요가 있습니다. 이를 위해 데코레이터 함수를 또 다른 함수로 감싸는 방식으로 구현할 수 있습니다. 다음은 매개변수를 받는 데코레이터의 예입니다:

def repeat(num_times):
  def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
      for _ in range(num_times):
        result = func(*args, **kwargs)
      return result
    return wrapper
  return decorator

위의 예시에서는 @repeat(3)를 사용하여 함수가 세 번 실행되도록 설정할 수 있습니다.

클래스를 이용한 데코레이터 만들기

클래스를 사용하여 데코레이터를 만드는 것도 가능합니다. 이 과정에서 __call__ 메서드를 구현하여 인스턴스를 함수처럼 호출할 수 있게 할 수 있습니다.

class Trace:
  def __init__(self, func):
    self.func = func
  def __call__(self):
    print(f"{self.func.__name__} 함수 시작")
    self.func()
    print(f"{self.func.__name__} 함수 끝")
@Trace
def hello():
  print("hello")
hello()

마무리

파이썬의 데코레이터는 기능을 추가하거나 변경하는 데 매우 유용한 도구입니다. 코드를 간결하게 유지하면서도 반복되는 로직을 효율적으로 관리할 수 있는 방법을 제공합니다. 데코레이터를 활용함으로써 코드의 가독성과 재사용성을 높일 수 있으며, 다양한 활용 사례에서 큰 효과를 얻을 수 있습니다. 이러한 기능들을 고려하여, 여러분의 파이썬 코드에 적절하게 데코레이터를 적용해보시길 바랍니다.

자주 묻는 질문 FAQ