Python函数装饰器：为什么要用它们？

Python 函数装饰器是一种高级语言功能，它允许程序员将一些辅助代码附加到已有函数上，以在调用函数时进一步扩展其功能。函数装饰器在 Python 编程中发挥着至关重要的作用，可以提高代码重用性、可维护性和伸缩性，从而使软件开发更加高效。在本文中，我们将探讨 Python 函数装饰器的作用、优势和示例。

Python 函数装饰器可以使实现代码重用和可维护性更加简单，同时减少代码耦合性。使用装饰器，可以在不更改函数本身代码的情况下，向现有函数添加一些额外的辅助功能。这些功能可以是日志记录、授权检查、缓存等。此外，这还支持简单的元编程，因为它允许在运行时动态修改函数的行为。

函数装饰器为 Python 程序员提供了许多重要优势。它们简化了代码，提高了可读性和可维护性，减少了代码复制和粘贴，同时还使开发人员能够根据应用程序的需求快速更改函数的行为。Python 函数装饰器还可以帮助提高性能，例如缓存常用数据，使程序运行更快。

另一个好处是，函数装饰器使Python代码更具伸缩性。实际上，这意味着利用函数装饰器，可以将代码结构分解为单独的函数或模块，这是程序员可以设计和开发更大规模的应用程序所需要的。

以下是一些实际示例，说明为什么使用函数装饰器：

缓存函数：缓存是一种将计算结果保存在内存中的方法，以提高函数速度。可以使用 Python 函数装饰器将原始函数转换为具有缓存的函数。例如，下面的示例使用 lru_cache 装饰器缓存函数。

def fib(n: int) -> int:

    if n < 2:

        return n

    return fib(n - 1) + fib(n - 2)

    

from functools import lru_cache

@lru_cache(maxsize=128)

def fib_cached(n: int) -> int:

    if n < 2:

        return n 

    return fib_cached(n - 1) + fib_cached(n - 2)

授权函数：有时，函数需要能够验证其用户是否有权使用它。可以使用 Python 函数装饰器将授权逻辑添加到现有函数中。例如，下面的示例使用 @login_required 装饰器检查用户是否已登录：

def login_required(func):

    def wrapper(request, *args, **kwargs):

        if not request.user.is_authenticated:

            return redirect('/login/')

        return func(request, *args, **kwargs)

    return wrapper

@csrf_exempt

@login_required

def create_post(request):

    ...  # create a new blog post

记录函数调用：通常我们需要在代码中记录函数的调用。例如，我们可以使用类似以下装饰器的方案来记录日志的打印：

import logging

def log_calls(func):

    def wrapper(*args, **kwargs):

        logging.info("Calling {} with args={} kwargs={}".format(func.__name__, args, kwargs))

        return func(*args, **kwargs)

    return wrapper

@log_calls

def add(a: int, b: int) -> int:

    return a + b

总结：

Python 函数装饰器可以促进代码重用、可读性、可维护性和伸缩性。它们是Python 编程语言中的基本功能，没有这些装饰器，Python 不能实现许多功能。使用装饰器可以轻松添加常见功能，例如缓存、授权检查、日志记录等。因此，Python 函数装饰器使 Python 代码更易于阅读、维护和扩展。