Python装饰器函数：定义和使用装饰器增强函数功能

Python装饰器函数是Python语言中的一种高级编程技术，它可以增强函数的功能，使函数具有更高的复用性和可读性，同时减少重复代码的出现。装饰器函数可以在不改变原函数代码的情况下，对原函数的行为进行一些修改或添加一些额外的行为，使得函数在被调用时具有更多的特性和功能。本文将介绍Python装饰器函数的定义和使用。

什么是Python装饰器函数

装饰器函数是Python中一种通用的函数修饰技术，它为现有函数添加一些额外的功能或重定义现有函数的行为。实质上，装饰器函数可以被看作是包裹在被修饰函数外部的另一个函数。以此来增强现有函数的功能，而不需要修改函数的源代码。Python装饰器函数通常可以适配到函数、方法、类等对象。

装饰器函数定义

Python装饰器函数定义具有如下特点：

1. 装饰器函数是函数式编程中的一种技巧，它可以将多个函数连接在一起，使得函数的功能特性更加强大。

2. 装饰器函数的定义必须在被修饰函数之前，否则Python会找不到被修饰函数定义而报错。

3. 装饰器函数的名称和参数一般与被修饰函数相同。

4. 装饰器函数的返回值必须是一个函数对象。

示例：

下面是一个简单的装饰器函数的定义，它是一个带有参数和变量的装饰器函数：

def log(func):
    def wrapper(*args,**kw):
        print('執行 %s()' % func.__name__)
        return func(*args,**kw)
    return wrapper

log是一个带有一个参数的装饰器函数，其内部有一个返回函数wrapper，wrapper中输出了函数名字并返回被修饰函数的返回值。最后，标记结束时的return语句将运行time参数传入。

装饰器函数的使用

装饰器函数的使用格式为： @装饰器函数名称。

在函数定义之前加上装饰器函数名称，后面紧跟被修饰函数的定义语句。这样就可以将装饰器函数应用到被修饰函数上，从而增强函数的功能。当调用被修饰函数时，会先执行装饰器函数。

例如我们有一个求斐波那契数列第n位的函数：

def fib_num(n):
    if n==0:
        return 0
    elif n==1:
        return 1
    else:
        return fib_num(n-1) + fib_num(n-2)

通过装饰器函数，我们可以实现输出该函数的运行时间：

import time

def time_counter(func):
    def wrapper(*args,**kw):
        start = time.time()
        result = func(*args,**kw)
        end = time.time()
        print('%s()執行時間 %f秒' % (func.__name__,(end-start)))
        return result
    return wrapper

@time_counter
def fib_num(n):
    if n==0:
        return 0
    elif n==1:
        return 1
    else:
        return fib_num(n-1) + fib_num(n-2)

使用该装饰器修饰的函数，调用时会先执行装饰器函数输出函数的运行时间。

Python装饰器函数的好处

1. 使代码更加简洁

装饰器函数的使用可以使代码更加简洁优雅，即可以减少大量重复的代码和冗长的代码行数。

2. 提高代码的复用性

装饰器函数的使用可以提高代码的复用性，即将功能相同或相似的代码进行封装，从而可以在其他地方进行调用，减少了代码重复，提高了代码的可维护性和可读性。

3. 实现代码的切面注入

装饰器函数本质上是一个闭包，它在被装饰函数的运行过程中，通过封装并替换原来的函数来影响其职责，从而实现了代码的切面注入。

4. 提供更高级的控制

装饰器函数可以在原函数不修改的情况下增加更高级的功能，可以对函数的输入和输出进行拦截、修改、统计等操作。

总结

Python装饰器函数是Python编程中常用的高级技术，它可以在不修改原函数定义的情况下增加函数的功能特性，使函数更加强大、可维护和可读性更高。本文介绍了Python装饰器函数的定义和使用，并阐述了使用装饰器函数所带来的好处。