украшение функции класса вызываемым экземпляром

Я только что понял, что могу просто реализовать __get__ и вернуть types.MethodType, но я действительно не понимаю, как это все еще позволяет вам вызывать empty_function.

Это потому, что MethodType имеет метод __getattribute__, который делегирует неизвестные атрибуты своему im_func:

>>> t.dosomething
<bound method Test.? of <__main__.Test object at 0x107639550>>
>>> 'empty_function' in dir(t.dosomething)
False
>>> t.dosomething.__getattribute__
<method-wrapper '__getattribute__' of instancemethod object at 0x109583aa0>
>>> t.dosomething.__getattribute__('empty_function')
<bound method FunctionFaker.empty_function of <__main__.FunctionFaker object at 0x1095f2510>>

Конечно, в CPython API-интерфейс C не совсем точно отражает различия на уровне Python между __getattribute__ и __getattr__, поэтому он на самом деле реализован с помощью пользовательского getattro. Подробности можно прочитать в источнике.

Становится ли он просто атрибутом экземпляра MethodType?

Да, но только динамически, предоставляя вам атрибут основного вызываемого объекта.

Я не думаю, что они специально предназначались для того, чтобы экземпляры классов заменяли функции собственными дескрипторами методов. Но эта поддержка нужна даже для простых случаев присоединения атрибутов к методам. Например, с автономной функцией вы можете использовать атрибут функции, например, для кэша мемоизации или настройки отложенной инициализации при первом вызове. Если бы MethodType не делегировал доступ к атрибутам своему объекту im_func, перемещение такой функции в класс сломало бы его, и разработчик не смог бы это исправить, если бы не знал, как работают дескрипторы, и не переписал метод уродливым образом.

На самом деле до версии 2.3 у методов даже не было __dict__; как видно из источника, все атрибуты, кроме слотов C, были делегированы im_func (путем эффективного дублирования обычного механизма делегирования всего im_func, но переноса ошибок). По этому поводу были некоторые дебаты, которые вы, вероятно, могли бы найти, выполнив поиск в архивах python-dev поста Кристиана Тисмера в период до версии 2.4 с соответствующей темой (это может быть эту тему, но я не читал ее целиком…). Начиная с версии 2.4, методы теперь выполняют обычный механизм поиска (за исключением особого случая __doc__) и делегируют im_func только в случае сбоя.

И это разумный поступок?

Это немного странно, и может быть проще добавить атрибут empty_function к объекту функции, вместо того, чтобы оборачивать его в класс… но я не думаю, что это слишком неразумно. (Я предполагаю, что вы спрашиваете о своем коде, а не о том, как реализованы MethodType и дескрипторы.)

Вы на правильном пути. Вы хотите, чтобы ваш класс также был дескриптором:

import types

class FunctionFaker( object ):
    def __init__(self, f):
        self.f= f

    def empty_function(self):
        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        self.empty_function()
        self.f(*args, **kwargs)

    def __get__(self, instance, cls=None):
        # see https://docs.python.org/2/howto/descriptor.html#functions-and-methods
        return types.MethodType(self, instance, cls)

@FunctionFaker
def foo(arg1):
  print "in foo", arg1

class Bar(object):
  @FunctionFaker
  def bar(self, arg1):
    print "in bar", self, arg1

foo('hello')  # in foo hello
Bar().bar('world')  # in bar <__main__.Bar object at 0x7fc50b90fb10> world
Bar().bar.empty_function()

Теперь, если ваш декоратор привязан к классу, он ведет себя как дескриптор (привязывая соответствующий экземпляр к self в оформленной функции), а если он не привязан к классу, он ведет себя как обычный декоратор. Аккуратный.