Python装饰器

Python装饰器是一种用于修改函数或类的行为的特殊语法。它们允许在不修改原始代码的情况下，通过将函数或类作为参数传递给另一个函数来添加额外的功能。

装饰器本质上是一个函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。这个新的函数通常会在原始函数的前后执行一些额外的代码，或者修改原始函数的行为。

装饰器的语法使用@符号，将装饰器函数放在要装饰的函数或类的定义之前。当调用被装饰的函数时，实际上是调用了装饰器函数返回的新函数。

下面是一个简单的装饰器示例，用于计算函数的执行时间：

import time

def calculate_time(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"函数 {func.__name__} 的执行时间为：{end_time - start_time} 秒")
        return result
    return wrapper

@calculate_time
def my_function():
    # 函数的具体实现
    pass

my_function()

在上面的示例中，calculate_time是一个装饰器函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。wrapper函数在调用原始函数之前记录开始时间，在调用原始函数之后记录结束时间，并计算执行时间。最后，装饰器函数返回结果并打印执行时间。

通过使用@calculate_time语法，我们将calculate_time装饰器应用于my_function函数。当我们调用my_function时，实际上是调用了被装饰后的函数wrapper，从而实现了计算执行时间的功能。

这只是一个简单的装饰器示例，实际上装饰器可以实现更复杂的功能，如缓存、日志记录、权限验证等。装饰器是Python中非常强大和常用的特性，可以提高代码的可重用性和可维护性。

当我们使用装饰器时，可以通过在函数或类的定义之前使用@符号来应用装饰器。装饰器可以是内置的，也可以是自定义的。

下面是一些常见的装饰器用法：

1. 计时器装饰器：

import time

def calculate_time(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"函数 {func.__name__} 的执行时间为：{end_time - start_time} 秒")
        return result
    return wrapper

@calculate_time
def my_function():
    # 函数的具体实现
    pass

my_function()

2. 日志记录装饰器：

def log(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"调用函数 {func.__name__}，参数：{args}, {kwargs}")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"函数 {func.__name__} 的返回值为：{result}")
        return result
    return wrapper

@log
def add(a, b):
    return a + b

add(2, 3)

3. 缓存装饰器：

def cache(func):
    cached_results = {}

    def wrapper(*args):
        if args in cached_results:
            return cached_results[args]
        result = func(*args)
        cached_results[args] = result
        return result

    return wrapper

@cache
def fibonacci(n):
    if n <= 1:
        return n
    return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

print(fibonacci(10))

4. 权限验证装饰器：

def login_required(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        if is_logged_in():
            return func(*args, **kwargs)
        else:
            return "请先登录"
    return wrapper

@login_required
def protected_page():
    return "这是一个需要登录才能访问的页面"

print(protected_page())

除了函数装饰器，还可以使用类装饰器。类装饰器是一个类，它接受一个函数或类作为参数，并返回一个新的函数或类。

class DecoratorClass:
    def __init__(self, func):
        self.func = func

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 在调用原始函数之前执行的代码
        result = self.func(*args, **kwargs)
        # 在调用原始函数之后执行的代码
        return result

@DecoratorClass
def my_function():
    # 函数的具体实现
    pass

my_function()

类装饰器的__call__方法会在调用被装饰的函数时被调用，从而实现装饰器的功能。

总结来说，装饰器是一种强大的Python语法，可以用于修改函数或类的行为，添加额外的功能，如计时、日志记录、缓存、权限验证等。装饰器提供了一种简洁而优雅的方式来扩展和定制代码，提高代码的可重用性和可维护性。