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Estou tentando implementar uma classe que seja um method decorator em python. A ideia é aplicá-la à métodos de outras classes. No entanto, ela está se perdendo quanto a referência self do método da classe anotada.

Fiz o seguinte MCVE para demonstrar o problema:

import traceback

class Decorator:
    def __init__(self, wrapped):
        self.__wrapped = wrapped

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(f"PARÂMETROS: args = {args}, kwargs = {kwargs}")
        return self.__wrapped(*args, **kwargs)

class Teste:
    def __init__(self):
        self.__x = 123

    @Decorator
    def foo(self):
        return self.__x

x = Teste()

print("\nInvocando método de instância como se fosse estático.")
try:
    print(Teste.foo(x))
    print("Funcionou!")
except:
    traceback.print_exc()

print("\nInvocando método de instância diretamente.")
try:
    print(x.foo())
    print("Funcionou!")
except:
    traceback.print_exc()

No código acima, eu criei a classe Decorator cujas instâncias devem ser aplicadas à métodos de outras classes como method decorators. A classe Teste é a que contém o método foo decorado. O código subsequente tenta invocar o método foo de Teste de duas formas diferentes (como se fosse um método estático e da forma usual como um método de instância).

Eis o resultado:

Invocando método de instância como se fosse estático.
PARÂMETROS: args = (<__main__.Teste object at 0x02BE0E90>,), kwargs = {}
123
Funcionou!

Invocando método de instância diretamente.
PARÂMETROS: args = (), kwargs = {}
Traceback (most recent call last):
  File "mcve.py", line 30, in <module>
    print(x.foo())
  File "mcve.py", line 9, in __call__
    return self.__wrapped(*args, **kwargs)
TypeError: foo() missing 1 required positional argument: 'self'

O resultado demonstra que invocar Teste.foo(x) funciona, mas invocar x.foo() não funciona. Eu gostaria que métodos de instância fossem chamados como tal, independente do fato de eu ter aplicado um method decorator arbitrário nele. Nota-se que quando o método é chamado tal como um método de instância, a instância de Teste não está nem no args e nem no kwargs.

Também tentei isso daqui, mas novamente não funcionou:

class Decorator:
    def __init__(self, wrapped):
        self.__wrapped = wrapped

    def __call__(*args, **kwargs):
        print(f"PARÂMETROS: args = {args}, kwargs = {kwargs}")
        return args[0].__wrapped(*args, **kwargs)

Assim, pergunto:

  • Como posso fazer um method decorator que seja uma classe de forma que uma chamada x.foo() funcione?

  • Ou de outra forma, como posso "pescar" a referência a instância do método decorado (o self do foo) ao invés de pegar o self do próprio decorator?

Adendo

Imaginando que a classe Decorator seja assim:

class Decorator:
    def __init__(self, wrapped):
        self.__wrapped = wrapped

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(f"PARÂMETROS: args = {args}, kwargs = {kwargs}")
        return self.__wrapped(*args, **kwargs)

    def bar(self):
        return 456

A ideia é que print(x.foo.bar) também imprima 456.

2 Respostas 2

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Contextualização do erro

O problema é que ao fazer o método decorado, o atributo Teste.foo passa a ser uma instância de Decorator, pois decorá-lo assim é equivalente ao fazer:

class Teste:
    def __init__(self):
        self.__x = 123

    def _foo(self):
        return self.__x

    foo = Decorator(_foo)

E, portanto, quando você faz Teste.foo(x), sendo x a sua instância, você na verdade estará fazendo o equivalente à:

Decorator.__call__(Teste.foo, x)

Sendo executado, assim, self.__wrapped(*args, **kwargs), em que self será Teste.foo, __wrapped será o método Teste._foo e o valor de x passado entrará em *args. Desta forma, o resultado produzido será o equivalente a chamar Teste._foo(x), que seria o mesmo que x._foo(), produzindo, assim, a saída esperada.

Enquanto, quando você faz x.foo(), os parâmetros mudam, pois será o mesmo que fazer Decorator.__call__(x.foo). Como pode ver na implementação, o método __call__ chamará o método decorado passando apenas *args e **kwargs e, como na chamada não é passado nada além da instância do decorador, esses valores serão uma lista vazia e um dicionário vazio respectivamente. Como consequência disso, ao invocar o método decorado em self.__wrapped(*args, **kwargs), nenhum parâmetro será passado, o que gera o erro citado na pergunta, pois o parâmetro self é obrigatório visto que é um método de instância.

Possível solução

O que você pode fazer é utilizar uma closure no seu decorador de forma que, ao invés de fazer o atributo Teste.foo ser uma instância de Decorator você faz ele ser um closure definido por esta classe. Isso implica que quando você fizer a chamada do método decorado, ao invés de estar invocando o método __call__ do decorador, você estará invocando uma função. Sendo uma função, ela não espera a instância como primeiro parâmetro, contornando o problema apresentado, isso sem perder a referência a instância do decorador pois, como é uma closure, ela manterá referências do escopo em que foi definida, incluindo o self do seu decorador.

Para isso, você faz com que o próprio método __call__ seja o decorador dos seus métodos:

class Decorator:
    def __call__(self, method):
        def wrapper(obj, *args, **kwargs):
            # Aqui você ainda pode utilizar self para acessar a instância do decorador
            return method(obj, *args, **kwargs)
        return wrapper

Desta forma, quando você fizer x.foo() você estará invocando a closure wrapper definida pela classe Decorator, passando como primeiro parâmetro, obj, uma referência à própria instância x, gerando o resultado esperado.

class Teste:
    def __init__(self):
        self.__x = 123

    @Decorator()
    def foo(self):
        return self.__x

x = Teste()

print(Teste.foo(x))  # 123
print(x.foo())  # 123
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  • Talvez consiga implementar soluções distintas utilizando o método __new__ ou descritores, mas preciso analisar com mais calma em um momento de menor cansaço.
    – Woss
    5/07/2019 às 22:01
  • Vou testar isso amanhã com calma. De qualquer forma, sua resposta me parece muito boa, já tem o meu +1. 6/07/2019 às 0:59
  • Bem, fiz uns testes e a sua solução resolve o que coloquei na perrgunta. No entanto, quando eu estava reduzindo o meu problema original para um MCVE, eu cortei os demais métodos do Decorator e com a solução proposta, eles tornam-se inacessíveis. A razão pela qual o Decorator era retornado ao invés de uma closure era para que tais métodos estivessem disponíveis. Conhece alguma solução para esse caso? 7/07/2019 às 14:30
  • @VictorStafusa acessíveis de onde? Se for de dentro do decorador, mesmo dentro da closure voce consegue acessa-los. Até coloquei como comentário no código isso. Deu algum erro ao tentar reproduzir?
    – Woss
    7/07/2019 às 15:14
  • Acessíveis externamente como x.foo.bar. Editei a pergunta. 7/07/2019 às 17:13
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Agradeço muito ao Anderson Carlos Woss. Apesar da resposta dele ter me indicado alguns caminhos, não permitia que eu acessasse coisas como x.foo.bar, e portanto ainda não era tudo o que eu precisava.

Pesquisando mais sobre o assunto, também considerei essa resposta do Martijn Pieters no SO.en, que apesar de ser para uma pergunta bem diferente, há vários fatores similares a esta daqui.

Depois de quebrar bastante a cabeça por uns dias, cheguei a isso:

import traceback
from functools import wraps

class InnerDecorator:
    def __init__(self, real_self, wrapped, other):
        self.__real_self = real_self
        self.__wrapped = wrapped
        self.__other = other

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if self.__real_self is None:
            print(f"PARÂMETROS (ESTÁTICO): args = {args}, kwargs = {kwargs}")
            return self.__wrapped(*args, **kwargs)
        else:
            print(f"PARÂMETROS (INSTÂNCIA): self = {self.__real_self} args = {args}, kwargs = {kwargs}")
            return self.__wrapped(self.__real_self, *args, **kwargs)

    def other(self):
        return self.__other

class Decorator:
    def __init__(self, wrapped):
        self.__wrapped = wrapped

    def __get__(self, obj, objtype = None):
        if self.__wrapped is None:
            raise AttributeError("unreadable attribute")

        @wraps(self.__wrapped)
        def interno():
            return InnerDecorator(obj, self.__wrapped, 77)
        return interno()

    def other(self):
        return self.__get__(None, None).other()

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        return self.__get__(None, None)(*args, **kwargs)

@Decorator
def xoom(bar):
    return 500 + bar

class Teste:
    def __init__(self, x):
        self.__x = x

    @Decorator
    def foo(self, bar):
        return self.__x + bar

print("\nInvocando método de instância como se fosse estático.")
try:
    x = Teste(3)
    print(Teste.foo(x, 30))
    print(Teste.foo.other())
    print("Funcionou!")
except:
    traceback.print_exc()

print("\nInvocando método de instância diretamente.")
try:
    x = Teste(5)
    print(x.foo(10))
    print(x.foo.other())
    print("Funcionou!")
except:
    traceback.print_exc()

print("\nInvocando funções.")
try:
    print(xoom(55))
    print(xoom.other())
    print("Funcionou!")
except:
    traceback.print_exc()

Eis a saída:

Invocando método de instância como se fosse estático.
PARÂMETROS (ESTÁTICO): args = (<__main__.Teste object at 0x02FD5990>, 30), kwargs = {}
33
77
Funcionou!

Invocando método de instância diretamente.
PARÂMETROS (INSTÂNCIA): self = <__main__.Teste object at 0x02FC0F90> args = (10,), kwargs = {}
15
77
Funcionou!

Invocando funções.
PARÂMETROS (ESTÁTICO): args = (55,), kwargs = {}
555
77
Funcionou!

Enfim, isso demonstra que o @Decorator pode ser aplicado em um método como se ele fosse estático, pode ser aplicado em um método de instância normal e também pode ser aplicado em uma função qualquer que não seja método de qualquer classe. Além disso, ele acrescenta uma propriedade other ao método decorado.

O principal ponto de melhoria é que foram necessárias duas classes para fazer isso, o Decorator e o InnerDecorator e há alguma duplicação de código entre elas. Mas já me dou por satisfeito e atingi o objetivo que buscava atingir.

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