【Python函数装饰器】-熟悉Python函数装饰器的定义和使用

Python函数装饰器是一种特殊的函数，它可以在不修改原始函数的情况下向其添加额外的功能。

在Python中，函数是一等公民，这意味着函数可以像其他数据类型一样被传递和操作。函数装饰器利用了这一特性，允许我们在不修改原始函数的前提下，通过添加一个封装函数来增强函数的功能。

函数装饰器是利用闭包实现的。闭包是指一个函数与其相关的引用环境的结合体，其中函数可以访问在其定义域之外声明的非局部变量。闭包可以让我们在函数装饰器中访问原始函数的属性和参数。

定义一个函数装饰器的基本语法如下：

def decorator_func(original_func):
    # 在装饰器函数中定义封装函数
    def wrapper_func():
        # 在封装函数中执行额外功能
        ...
        # 调用原始函数
        original_func()
        ...
    # 返回封装函数
    return wrapper_func

使用函数装饰器的方法是在原始函数定义前使用@符号，并将装饰器函数的名字作为参数：

@decorator_func
def original_func():
    ...

当程序执行到原始函数的调用语句时，实际上会调用封装函数。封装函数可以在调用原始函数之前和之后执行额外的代码。

函数装饰器的一个常见应用是添加日志功能。我们可以编写一个装饰器函数，在封装函数中打印日志信息，并在调用原始函数前后分别打印一些信息。这样，我们可以轻松地为多个函数添加日志功能，而不需要修改这些函数的实现。

下面是一个实现简单日志功能的函数装饰器的示例：

def log_decorator(original_func):
    def wrapper_func(*args, **kwargs):
        print(f"Calling {original_func.__name__} with args {args} and kwargs {kwargs}")
        result = original_func(*args, **kwargs)
        print(f"{original_func.__name__} returned {result}")
        return result
    return wrapper_func

我们可以使用这个装饰器来装饰任何函数，例如：

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

@log_decorator
def multiply(a, b):
    return a * b

当我们调用这些函数时，装饰器会打印日志信息：

>>> add(1, 2)
Calling add with args (1, 2) and kwargs {}
add returned 3
3

>>> multiply(3, 4)
Calling multiply with args (3, 4) and kwargs {}
multiply returned 12
12

这样，我们就可以方便地为多个函数添加日志功能，而无需修改原始函数的代码。

总结起来，Python函数装饰器是一种用于在不修改原始函数的情况下为其添加额外功能的机制。它利用了Python函数是一等公民的特性和闭包的特性来实现。函数装饰器可以为函数添加各种功能，比如日志、性能分析、异常处理等。掌握函数装饰器的使用可以提高代码的复用性和可维护性。