[Python] クラスデコレータの作り方と使用方法を解説

def my_class_decorator(cls):
    # クラスの振る舞いを変更する処理
    return cls
@my_class_decorator
class MyClass:
    pass

def add_method_decorator(cls):
    # 新しいメソッドを追加
    def new_method(self):
        return "新しいメソッドが呼ばれました！"
    
    cls.new_method = new_method
    return cls

@add_method_decorator
class MyClass:
    def original_method(self):
        return "元のメソッドが呼ばれました！"

# クラスのインスタンスを作成
my_instance = MyClass()
# 元のメソッドを呼び出す
print(my_instance.original_method())
# 新しいメソッドを呼び出す
print(my_instance.new_method())

元のメソッドが呼ばれました！
新しいメソッドが呼ばれました！

def log_class_decorator(cls):
    class WrappedClass(cls):
        def __init__(self, *args, **kwargs):
            print(f"{cls.__name__}のインスタンスが作成されました。")
            super().__init__(*args, **kwargs)
    return WrappedClass
@log_class_decorator
class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

# クラスのインスタンスを作成
my_instance = MyClass(10)

MyClassのインスタンスが作成されました。

def add_method_decorator(cls):
    def new_method(self):
        return "新しいメソッドが呼ばれました！"
    
    cls.new_method = new_method
    return cls
@add_method_decorator
class AnotherClass:
    pass
# クラスのインスタンスを作成
another_instance = AnotherClass()
# 新しいメソッドを呼び出す
print(another_instance.new_method())

新しいメソッドが呼ばれました！

@log_class_decorator
@add_method_decorator
class CombinedClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
# クラスのインスタンスを作成
combined_instance = CombinedClass(20)
print(combined_instance.new_method())

CombinedClassのインスタンスが作成されました。
新しいメソッドが呼ばれました！

def auto_init(cls):
    # クラスの初期化メソッドを自動生成
    def __init__(self, **kwargs):
        for key, value in kwargs.items():
            setattr(self, key, value)
    
    cls.__init__ = __init__
    return cls
@auto_init
class Person:
    pass
# クラスのインスタンスを作成
person_instance = Person(name="太郎", age=30)
# 属性の確認
print(person_instance.name)  # 太郎
print(person_instance.age)   # 30

太郎
30

import time
def time_it(cls):
    class WrappedClass(cls):
        def method_with_timing(self, *args, **kwargs):
            start_time = time.time()
            result = super().method_with_timing(*args, **kwargs)
            end_time = time.time()
            print(f"実行時間: {end_time - start_time:.4f}秒")
            return result
    return WrappedClass
@time_it
class Calculator:
    def method_with_timing(self, x, y):
        time.sleep(1)  # 模擬的な処理時間
        return x + y
# クラスのインスタンスを作成
calc_instance = Calculator()
# メソッドを呼び出す
result = calc_instance.method_with_timing(5, 3)
print(result)  # 8

実行時間: 1.0001秒
8

def count_instances(cls):
    cls.instance_count = 0
    original_init = cls.__init__
    def new_init(self, *args, **kwargs):
        cls.instance_count += 1
        original_init(self, *args, **kwargs)
    cls.__init__ = new_init
    return cls
@count_instances
class MyClass:
    pass
# クラスのインスタンスを作成
instance1 = MyClass()
instance2 = MyClass()
# インスタンス数の確認
print(MyClass.instance_count)  # 2

2

def singleton(cls):
    instances = {}
    
    def get_instance(*args, **kwargs):
        if cls not in instances:
            instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return instances[cls]
    
    return get_instance
@singleton
class DatabaseConnection:
    def __init__(self):
        self.connection_string = "データベース接続"
# インスタンスを作成
db1 = DatabaseConnection()
db2 = DatabaseConnection()
# 同じインスタンスであることを確認
print(db1 is db2)  # True

True

def validate(cls):
    original_init = cls.__init__
    def new_init(self, *args, **kwargs):
        for key, value in kwargs.items():
            if key == "age" and (value < 0 or value > 120):
                raise ValueError("年齢は0から120の範囲でなければなりません。")
        original_init(self, *args, **kwargs)
    cls.__init__ = new_init
    return cls
@validate
class User:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
# 正常なインスタンス作成
user1 = User(name="太郎", age=25)
# バリデーションエラーを発生させる
try:
    user2 = User(name="花子", age=150)
except ValueError as e:
    print(e)  # 年齢は0から120の範囲でなければなりません。

年齢は0から120の範囲でなければなりません。

def debug_methods(cls):
    for attr in dir(cls):
        if callable(getattr(cls, attr)) and not attr.startswith("__"):
            original_method = getattr(cls, attr)
            def new_method(self, *args, **kwargs):
                print(f"メソッド '{original_method.__name__}' が呼ばれました。")
                return original_method(self, *args, **kwargs)
            setattr(cls, attr, new_method)
    return cls
@debug_methods
class Calculator:
    def add(self, x, y):
        return x + y
    def subtract(self, x, y):
        return x - y
# クラスのインスタンスを作成
calc = Calculator()
# メソッドを呼び出す
calc.add(5, 3)
calc.subtract(10, 4)

メソッド 'add' が呼ばれました。
メソッド 'subtract' が呼ばれました。