用Python装饰器增强你的代码

Python装饰器是一种特殊的函数，可以使我们可以在不改变原函数的情况下，增加新的功能或修改函数的行为。装饰器可以增强代码的可读性，可复用性和易维护性。

使用装饰器的一个典型例子是记录函数的运行时间。下面是一个使用装饰器来评估函数运行时间的例子：

import time

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"{func.__name__}运行时间：{end_time - start_time} 秒")
        return result
    return wrapper

@timer
def my_function():
    # 函数体
    pass

my_function()

在上面的例子中，我们定义了一个装饰器timer，它接受一个函数作为参数。装饰器内部定义了一个新的函数wrapper，它接受原函数的参数，并在调用原函数之前记录开始时间，调用原函数后记录结束时间，并打印出函数的运行时间。

装饰器可以通过在函数定义前使用@符号来应用到函数上。在上面的例子中，我们使用@timer来将装饰器应用到my_function函数上。

现在，每当我们调用my_function时，装饰器会自动增加记录运行时间的功能。这样我们就可以方便地对任何函数进行运行时间的评估。

除了计时器示例外，装饰器还可以用于很多其他场景。下面是几个常见的用例：

1. 记录日志

装饰器可以用于记录函数的输入和输出，以便跟踪调试或分析代码。例如，我们可以定义一个装饰器来记录函数的参数和返回值：

def logger(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"参数：{args}, {kwargs}")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"返回值：{result}")
        return result
    return wrapper

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

add(2, 3)

这样，每次调用add函数时，装饰器会自动打印出参数和返回值，帮助我们进行调试和问题排查。

2. 权限验证

装饰器可以用于对函数进行权限验证，以确保只有授权人员才能访问某些敏感函数。例如，我们可以定义一个装饰器来验证用户是否具有管理员权限：

def admin_only(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        if not current_user.is_admin:
            raise PermissionError("只有管理员才能访问该函数")
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@admin_only
def delete_user(user_id):
    # 删除用户的逻辑

delete_user(123)

在上述例子中，如果current_user.is_admin为False，装饰器将抛出PermissionError异常，阻止非管理员用户调用delete_user函数。

3. 缓存结果

装饰器可以用于缓存经常调用的函数的结果，从而提高程序的性能。例如，我们可以定义一个装饰器来缓存斐波那契数列的计算结果：

def memoize(func):
    cache = {}
    def wrapper(n):
        if n not in cache:
            cache[n] = func(n)
        return cache[n]
    return wrapper

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

fibonacci(10)

在上面的例子中，memoize装饰器用一个字典cache来保存已计算过的斐波那契数列的结果。每次计算前，装饰器会先检查缓存中是否已经有该值，如果有则直接返回结果，避免重复计算。

以上是装饰器的一些常见用例，但装饰器的应用远不止这些，它可以根据需求扩展到任何情况下。使用装饰器可以使代码更加清晰，易于维护和拓展，提高代码的可读性和复用性，减少了代码的冗余和重复。因此，在写Python代码时，合理使用装饰器可以大大提高代码的质量和效率。