Python中的装饰器函数是什么

装饰器函数是Python中一种特殊的函数，可以用于在不修改原函数代码的情况下，对原函数进行扩展或修改。装饰器函数可以接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。被装饰的函数在被调用时，会先经过装饰器函数的处理，再执行原函数的逻辑。装饰器函数可以实现一些公共的功能，例如日志记录、性能分析、身份验证等。

装饰器函数的基本语法如下：

def decorator_func(original_func):
    def wrapper_func(*args, **kwargs):
        # 对原函数进行扩展或修改的代码
        return original_func(*args, **kwargs)  # 调用原函数
    return wrapper_func

装饰器函数接受一个原函数作为参数，内部定义一个包装函数(wrapper_func)，并返回该包装函数。包装函数接受任意数量的位置参数和关键字参数，并在内部对原函数进行扩展或修改的操作，最后调用原函数并返回其结果。

使用装饰器函数可以实现很多功能，下面介绍几种常见的装饰器用法。

1. 日志记录

日志记录是一种常见的需求，可以通过装饰器函数来实现。下面是一个简单的示例：

import logging

def log_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        logging.info(f"Calling function {func.__name__} with args {args} and kwargs {kwargs}")
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

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

print(add(1, 2))  # 输出: 3

在这个示例中，log_decorator函数是一个装饰器函数，它会在函数被调用时记录日志信息。将装饰器应用于add函数后，每次调用add函数时，都会先执行log_decorator函数内部的逻辑，然后再执行add函数的逻辑。

2. 性能分析

性能分析是另一个常见的需求，可以通过装饰器函数来实现。下面是一个简单的示例：

import time

def performance_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"Function {func.__name__} took {end_time - start_time} seconds")
        return result
    return wrapper

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

print(fibonacci(10))  # 输出: 55

在这个示例中，performance_decorator函数是一个装饰器函数，它会在函数被调用时记录函数执行的时间。将装饰器应用于fibonacci函数后，每次调用fibonacci函数时，都会先执行performance_decorator函数内部的逻辑，然后再执行fibonacci函数的逻辑。

3. 身份验证

身份验证是一种常见的安全需求，可以通过装饰器函数来实现。下面是一个简单的示例：

def authenticate_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        if not is_authenticated():
            raise Exception("Access denied")
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@authenticate_decorator
def get_user_info(user_id):
    return fetch_user_info(user_id)

print(get_user_info(123))  # 输出: 用户信息

在这个示例中，authenticate_decorator函数是一个装饰器函数，它会在函数被调用时进行身份验证。将装饰器应用于get_user_info函数后，每次调用get_user_info函数时，都会先执行authenticate_decorator函数内部的逻辑，然后再执行get_user_info函数的逻辑。如果身份验证失败，则会抛出异常。

除了上述示例，装饰器函数还可以用于缓存、重试、限流等功能的实现。装饰器函数的应用非常灵活，可以根据具体的需求进行扩展和修改，是Python中非常有用的特性。