【基础】Python中的装饰器的定义与装饰函数

# 2.1 装饰器的定义和语法

装饰器本质上是一个函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新函数。这个新函数将作为被装饰函数的替代品。

装饰器的语法如下：

def decorator_function(original_function):
    # 对 original_function 进行修改或增强
    def wrapper_function(*args, **kwargs):
        # 执行额外的操作
        return original_function(*args, **kwargs)
    return wrapper_function

在使用时，将装饰器函数应用于被装饰函数，如下所示：

@decorator_function
def original_function():
    pass

这相当于执行以下操作：

original_function = decorator_function(original_function)

# 2. Python装饰器的语法和原理

### 2.1 装饰器的定义和语法

装饰器是一个函数，它接收一个函数作为参数，并返回一个新的函数。这个新函数将替换原函数，并可以在原函数执行前或后执行额外的代码。

装饰器的语法如下：

def decorator(func):
    # 装饰器函数的代码
    return new_func

其中，`decorator` 是装饰器函数，`func` 是被装饰的函数，`new_func` 是返回的新函数。

### 2.2 装饰器的原理和实现

装饰器通过修改函数的属性来实现其功能。当一个函数被装饰时，装饰器函数会将额外的代码注入到被装饰函数中。

具体来说，装饰器会修改被装饰函数的以下属性：

- `__name__`: 函数的名称
- `__doc__`: 函数的文档字符串
- `__code__`: 函数的字节码
- `__annotations__`: 函数的类型提示

通过修改这些属性，装饰器可以实现各种功能，例如：

- 性能优化
- 日志记录
- 异常处理
- 权限控制

#### 代码示例

以下代码演示了如何使用装饰器来记录函数的执行时间：

import time

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(f'Function {func.__name__} executed in {(end - start):.6f} seconds')
        return result
    return wrapper

@timer
def my_function():
    # 函数代码

my_function()

在这个示例中，`timer` 装饰器通过修改 `my_function` 的 `__code__` 属性，将额外的计时代码注入到 `my_function` 中。当 `my_function` 被调用时，计时代码会在函数执行前执行，并在函数执行后打印执行时间。

# 3. Python装饰器的应用场景

### 3.1 性能优化和代码复用

装饰器的一个常见应用场景是性能优化和代码复用。通过使用装饰器，我们可以避免重复编写相同的代码，从而简化代码结构并提高代码的可维护性。

#### 缓存函数结果

一种常见的性能优化技术是缓存函数结果。例如，如果一个函数执行一个耗时的操作，我们可以使用装饰器将结果存储在缓存中，以便在下次调用该函数时直接从缓存中获取结果，从而避免重复执行耗时的操作。

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