対象読者

pythonでデコレータを作成したことがある方
pythonで型注釈を活用したコードを書いている方
python3.5以上（多分3.5以上で有効なコードです）

はじめに

pythonのデコレータはよく利用すると思いますが、デコレートしてしまうと、元関数の引数情報が失われてしまったり、一体何が返っているのか分からないというデメリットがあります。

最近では型注釈が発達してきて、この問題を解決できるようになってきているので、実装例を紹介します。

確認はVSCode(Pylance + mypy)でやりましたが、IDEや環境次第では型情報の認識の仕方が異なるかもしれません。

実装例

まず、基本形から。
次のように、型変数を定義して、それを戻り値の型にしてあげれば関数の情報を伝搬できます。

from typing import Callable, TypeVar
F = TypeVar("F", bound=Callable)

def decorator(func: F) -> F:
  ...
  return func

@decorator
def func(num1, num2):
  return num1 + num2

次に、クラスでデコレータを作成する方法を紹介します。
ただし、この方法は一般的な方法じゃないので、こういうことができるよって知識レベルに留めておきましょう。

ご利用は、自己責任でお願いします。

from functools import update_wrapper
from typing import Any, Callable, Generic, TypeVar

F = TypeVar("F", bound=Callable)


class FuncWrapper(Generic[F]):
    def __init__(self, func: F):
        update_wrapper(self, func)  # 元の関数を__wrapped__に保持する。など、ラッパー作成のヘルパー関数
        # update_wrapperだけでは不十分な情報を保持する
        self.__code__ = func.__code__
        self.__defaults__ = func.__defaults__
        self.__kwdefaults__ = func.__kwdefaults__

    def __getattr__(self, name):
        return getattr(self.__wrapped__, name)  # 未定義の属性は元の関数を参照しにいく

    @property
    def __call__(self) -> F:
        return self.__wrapped__

    @property
    def __class__(self):
        return self.__wrapped__.__class__  # とりあえず、返すクラスも擬態する

@FuncWrapper
def func(num1, num2):
  return num1 + num2

Genericで型変数を保持し、それをどこかで利用します。

キモは、__call__をメソッドじゃなくて、プロパティにしてしまったことですね。
関数の引数と戻り値情報を取り出すのは至難の業ですし、取り出したとしても__docstring__が失われてしまうので、これが一番簡単だと思います。

なお、FuncWrapperをinspectモジュールで一通り分析しており、確認した範囲では元関数と同じ判定結果となっています。
もちろん、擬態しているだけなので、何かしら副作用が生じる可能性はあります。

pep612 Parameter Specification Variables

デコレータの型注釈でみんな悪戦苦闘しているようで、引数情報をもっと簡単に扱うための機能導入が検討されています。

pep612

さいごに

結果だけ見れば簡単なことでしたが、__call__をプロパティにするという発想が中々できず、結構時間を費やしました。。。