Python高级特性之一：装饰器的妙用

# 1. 装饰器简介

## 1.1 什么是装饰器
装饰器是Python中一种用来动态地修改函数或类行为的设计模式。通过将其它函数作为参数传入，并且返回一个新函数来实现。装饰器可以被用来扩展被装饰对象的功能，而不需要修改原对象的代码。

## 1.2 装饰器的作用
装饰器的作用在于给函数或类提供一种声明式的方式来添加行为，而无需定义子类。它可以用于日志记录、性能测试、授权检查等场景，提高了代码的复用性和灵活性。

## 1.3 装饰器的基本语法
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的函数。在函数或类定义上方使用`@装饰器函数名`的方式来应用装饰器。例如：

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Something is happening before the function is called.")
        func()
        print("Something is happening after the function is called.")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello!")

say_hello()

在上面的示例中，`my_decorator`是一个装饰器函数，通过`@my_decorator`将`say_hello`函数传入`my_decorator`中进行装饰，实现在函数调用前后添加额外操作的功能。

# 2. Python函数的装饰器

函数装饰器是Python中一种强大的工具，它可以在不修改源码的情况下，动态地修改一个函数或方法的行为。在本章节中，我们将深入探讨函数装饰器的定义、应用场景以及如何编写一个简单的函数装饰器。

### 2.1 函数装饰器的定义

函数装饰器是一个以被装饰函数为参数并返回一个新函数的可调用对象。它的作用是在不改变原函数的情况下，为函数添加新的功能或者修改原有的行为。

### 2.2 函数装饰器的应用场景

函数装饰器常用于添加日志、性能测试、输入验证等功能。它能够使代码更加简洁、优雅，同时也提高了代码的可复用性和可读性。

### 2.3 如何编写一个简单的函数装饰器

以下是一个简单的函数装饰器示例，展示了如何使用函数装饰器在函数执行前后打印日志：

def log_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"Entering function: {func.__name__}")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"Exiting function: {func.__name__}")
        return result
    return wrapper

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

print(add(3, 5))

在上面的例子中，`log_decorator` 是一个函数装饰器，它接受一个函数作为参数，返回一个新的函数 `wrapper`。`wrapper` 函数在被装饰的函数执行前后会分别打印日志，然后再执行原函数，并返回执行结果。

通过以上示例，我们了解了函数装饰器的基本用法和实现原理。

在下一节中，我们将继续探讨类装饰器的相关内容。

# 3. 类装饰器

在Python中，除了函数装饰器外，我们还可以使用类装饰器来装饰函数。类装饰器是指使用类来实现装饰器的方式，它与函数装饰器在实现装饰功能上有所不同。

**3.1 类装饰器的介绍**

类装饰器本质上是一个可调用的对象，该对象需要实现`__call__`方法，接受一个函数作为参数，并返回一个包装过的函数。通过类装饰器，我们可以实现更加复杂的装饰功能。

**3.2 类装饰器与函数装饰器的区别**

- 类装饰器是一个类，而函数装饰器是一个函数。
- 类装饰器使用实例来封装装饰器的状态，可以在实例中存储一些信息。
- 在类装饰器中，被装饰的函数作为参数传递给类的`__init__`方法，而函数装饰器直接将函数作为参数。这意味着类装饰器可以在`__init__`中对被装饰函数进行一些预处理。

**3.3 使用类装饰器实现更复杂的功能**

下面是一个使用类装饰器实现缓存功能的示例：

class