匿名函数与函数装饰器：提升代码可扩展性和可重用性，打造模块化系统

# 1. 匿名函数与函数装饰器的概念与原理

匿名函数，又称lambda函数，是一种没有名称的函数，通常用于创建一次性函数或简化代码。它们在Python中使用`lambda`关键字定义，语法为：

lambda arguments: expression

例如：

lambda x: x**2

函数装饰器是一种在不修改函数源代码的情况下修改函数行为的机制。它们通过在函数周围包装一个函数来实现，语法为：

@decorator_function
def original_function():
    pass

例如：

@timing
def my_function():
    pass

函数装饰器通过修改函数的属性或行为，为函数提供附加功能，例如计时、缓存或参数验证。

# 2. 匿名函数的应用技巧

### 2.1 匿名函数的定义和使用场景

匿名函数，又称为 lambda 函数，是一种没有名称的函数，通常用于创建一次性使用的简单函数。其语法格式为：

lambda arguments: expression

其中，`arguments` 为函数参数，`expression` 为函数体。匿名函数的使用场景包括：

- **快速创建简单函数：**当需要创建一个仅使用一次的简单函数时，匿名函数可以快速方便地创建，无需定义函数名称。
- **作为回调函数：**匿名函数可以作为回调函数传递给其他函数，在特定事件或条件触发时执行。
- **作为函数参数：**匿名函数可以作为参数传递给其他函数，提供动态的行为或定制功能。
- **作为数据结构：**匿名函数可以存储在列表、元组或字典中，以创建动态数据结构或实现函数式编程。

### 2.2 匿名函数的优势和局限性

**优势：**

- **简洁：**匿名函数语法简洁，易于编写和理解。
- **一次性使用：**匿名函数仅供一次性使用，无需定义函数名称，减少了代码冗余。
- **灵活性：**匿名函数可以动态创建和传递，提供了极大的灵活性。

**局限性：**

- **可读性：**匿名函数没有名称，可读性较差，特别是当函数体较复杂时。
- **可调试性：**匿名函数没有名称，在调试时难以定位和跟踪。
- **可重用性：**匿名函数仅供一次性使用，无法在其他地方重用。

### 2.3 匿名函数的常见用法

**1. 作为回调函数：**

def main():
    # 定义一个回调函数
    callback = lambda x: x * 2

    # 将回调函数传递给另一个函数
    result = apply_callback(callback, 5)

    print(result)  # 输出：10

**2. 作为函数参数：**

def apply_filter(nums, filter_func):
    return [num for num in nums if filter_func(num)]

# 定义一个过滤函数
filter_func = lambda x: x % 2 == 0

# 应用过滤函数
filtered_nums = apply_filter([1, 2, 3, 4, 5], filter_func)

print(filtered_nums)  # 输出：[2, 4]

**3. 作为数据结构：**

# 创建一个包含匿名函数的列表
func_list = [
    lambda x: x * 2,
    lambda x: x ** 3,
    lambda x: x / 2,
]

# 应用匿名函数
for func in func_list:
    print(func(5))  # 输出：10, 125, 2.5

# 3. 函数装饰器的应用实践

### 3.1 函数装饰器的定义和作用

函数装饰器是一个函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。新函数将被用来替换原始函数，并可以对原始函数的行为进行修改或扩展。

函数装饰器的作用是为函数添加额外的功能，而无需修改原始函数的代码。这使得函数装饰器