Python装饰器的定义、应用和实例

Python装饰器是一个函数，它可以在不改变原函数代码的情况下，动态地修改函数的行为和功能。使用装饰器，我们可以实现一些常见的代码重用和增强功能的方式。

装饰器的应用主要包括以下几个方面：

1. 计时器

import time

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(f'Time used: {end - start:.5f}s')
        return result
    return wrapper

@timer
def func():
    time.sleep(1)

func() # 显示：Time used: 1.00021s

2. 登录认证

def login_required(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        if not is_logged_in():
            login()
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@login_required
def admin_page():
    print('Welcome to the admin page!')

3. 日志记录

def log(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        result = func(*args, **kwargs)
        with open('log.txt', 'a') as f:
            f.write(f'{func.__name__} was called at {time.ctime()}
')
        return result
    return wrapper

@log
def say_hello():
    print('Hello world!')

say_hello()

以上只是装饰器的几个基础应用，实际上，装饰器还可以实现很多高级功能，例如缓存结果、异常处理、接口调用等。下面是一个更加复杂的实例：

import time

cache = {}

def memoize(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        key = str(args) + str(kwargs)
        if key not in cache.keys():
            result = None
            try:
                result = func(*args, **kwargs)
            except Exception as e:
                print(f'Error occurred: {e}')
            cache[key] = result
        return cache[key]
    return wrapper

@memoize
def slow_api_call(param1, param2):
    time.sleep(1)
    return 'result'

print(slow_api_call(1, 2)) # 1s delay, prints "result"
print(slow_api_call(1, 2)) # prints "result" without delay, using cache
print(slow_api_call(2, 3)) # 1s delay, prints "result"

这个例子演示了如何使用装饰器实现结果缓存，避免重复计算。使用装饰器的好处是，不需要修改原代码，只需要添加一个装饰器即可。

总之，Python装饰器是一个非常有用的功能，可以帮助我们简化代码、增强功能、提高性能、方便测试和调试等。学习和掌握装饰器的使用，对程序员的能力和技能水平都有很大的提升作用。