Python中的装饰器介绍及使用场景

装饰器是Python语言中一种可调用对象，用于修改其他函数的功能。装饰器可以认为是一个包裹在被装饰函数周围的代码，这样在调用被装饰函数时可以先执行装饰器中的代码，然后再执行被装饰函数的代码。

装饰器的语法形式为"@decorator"，其中decorator是一个装饰器函数。装饰器函数接受一个被装饰函数作为参数，并返回一个修改后的函数。一般情况下，装饰器函数会内部定义一个新的函数，然后将被装饰函数作为参数传递给新函数，最后返回新函数。

装饰器的使用场景非常广泛，以下是一些常见的使用场景：

1. 日志记录：装饰器可以用来记录函数的调用日志，包括函数的输入参数和返回结果。

2. 认证和授权：装饰器可以用于对需要授权访问的函数进行认证和授权操作，例如检查用户是否登录、检查用户是否有权限等。

3. 缓存：装饰器可以用于对函数的返回结果进行缓存，以提高函数的执行效率。

4. 输入验证：装饰器可以用来验证函数的输入参数是否符合要求，如果不符合要求则抛出异常。

5. 性能分析：装饰器可以用来测量函数的执行时间，以便分析函数的性能瓶颈。

6. 重试机制：装饰器可以用于在函数执行失败时自动进行重试，以增强函数的稳定性和可靠性。

下面是一个示例代码，演示了装饰器的用法和实现原理：

def logger(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('Enter function: {}'.format(func.__name__))
        print('Input arguments: {}, {}'.format(args, kwargs))
        result = func(*args, **kwargs)
        print('Output result: {}'.format(result))
        print('Exit function: {}'.format(func.__name__))
        return result
    return wrapper

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

result = add(1, 2)
print('Final result: {}'.format(result))

上述代码中，我们定义了一个装饰器函数logger，它接受一个被装饰函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。wrapper函数内部先打印函数的进入信息，然后调用被装饰函数，最后打印函数的退出信息，并返回被装饰函数的执行结果。然后我们使用@logger语法将add函数装饰为logger(add)，这样在调用add函数时就会先执行logger函数中的代码，再执行add函数的代码。

运行上述代码，输出的结果如下：

Enter function: add
Input arguments: (1, 2), {}
Output result: 3
Exit function: add
Final result: 3

可以看到，装饰器成功地在add函数的前后添加了一些额外的代码，实现了日志记录的功能。

值得注意的是，使用装饰器后，原函数的元信息（比如函数名、参数列表等）会丢失，如果需要保留原函数的元信息，可以使用functools模块中的wraps装饰器来进行修饰。例如：

import functools

def logger(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        ...
    return wrapper