Python装饰器：原理、用法及实战演示

Python装饰器是Python语言中一种强大的功能，它允许我们在不修改原函数代码的情况下，为其添加额外的功能或行为。装饰器本质上是一个特殊的函数，其设计模式是定义一个接收函数作为输入（被装饰的函数），并返回一个新的函数作为输出。这种返回的新函数通常会在执行原函数前后执行一些附加操作。 装饰器的工作原理涉及到两个主要概念：一是函数作为一等公民，即Python允许函数作为参数传递给其他函数；二是`@decorator_name`语法糖，这是装饰器在实际使用时的简洁形式，它将装饰器函数应用到目标函数上。 举个例子，假设我们有一个简单的函数`func()`，我们想要给它添加计时功能。传统的侵入式修改方式是直接在函数内部添加计时代码，但这可能违反了代码复用和封装原则。通过装饰器，我们可以优雅地实现这一需求，如： ```python import time def timer_decorator(func): def wrapper(): start_time = time.time() func() end_time = time.time() elapsed_time = (end_time - start_time) * 1000 print(f"Function {func.__name__} took {elapsed_time}ms to execute") return wrapper def func(): print("hello") time.sleep(1) print("world") # 使用装饰器 func = timer_decorator(func) if __name__ == '__main__': func() ``` 当运行这段代码时，`func()`的执行会被自动加上计时，并且不会改变`func`函数本身的定义。这样，即使原函数的逻辑保持不变，我们也能轻松地添加新功能，如日志记录、性能分析、权限验证等。 装饰器的灵活性使其成为Python编程中的常见实践，尤其是在大型项目中，为了维护代码的清晰和模块化，装饰器能够帮助我们避免全局变量污染、代码重复以及提高代码可读性和可测试性。因此，理解并熟练使用Python装饰器是每个Python开发者必备的技能之一。