使用装饰器为函数添加断言功能的实例

装饰器是一种Python语法糖，它允许我们在不改变被装饰函数源代码的情况下给函数添加功能。一个常见的用途是给函数添加断言功能，即在函数执行之前或之后进行必要的检查，以确保函数的输入和输出符合预期。以下是一个使用装饰器为函数添加断言功能的实例，同时也附带了使用例子。

def assert_input_type(*types):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for i, arg in enumerate(args):
                if type(arg) != types[i]:
                    raise TypeError(f"Argument {i+1} should have type {types[i].__name__}, not {type(arg).__name__}")
            for key, value in kwargs.items():
                if type(value) != types[len(args) + 1]:
                    raise TypeError(f"Keyword argument '{key}' should have type {types[len(args) + 1].__name__}, not {type(value).__name__}")
            return func(*args, **kwargs)
        return wrapper
    return decorator

上述代码定义了一个名为assert_input_type的装饰器函数，它接受任意数量的参数类型作为参数，并返回一个装饰器函数decorator。assert_input_type装饰器的作用是检查函数的输入是否符合预期的类型。如果输入类型不匹配，则会抛出TypeError异常。

下面是一个示例，演示了如何使用assert_input_type装饰器为函数添加断言功能：

@assert_input_type(int, str)
def concatenate_strings(n, s):
    result = ""
    for i in range(n):
        result += s
    return result

# 输入类型符合预期，不会抛出异常
result = concatenate_strings(3, "hello ")
print(result)  # 输出："hello hello hello "

# 输入类型不符合预期，会抛出异常
result = concatenate_strings("3", "hello ")
# 抛出异常：TypeError: Argument 1 should have type int, not str

在上面的例子中，我们使用@assert_input_type(int, str)装饰器将concatenate_strings函数进行了装饰。装饰器指定了两个期望的参数类型为int和str。当我们调用concatenate_strings函数并传入类型正确的参数时，函数会正常执行并返回结果。但是当我们传入类型不匹配的参数时，装饰器会捕获错误并抛出TypeError异常，指示参数类型不正确。

这个例子展示了如何使用装饰器为函数添加断言功能，通过检查输入类型，可以有效地提高函数的健壮性和可靠性。通过使用装饰器，我们可以将断言功能以一种优雅且可复用的方式应用到许多函数中，而不需要修改这些函数的源代码，从而提高了代码的可维护性和可扩展性。