Python装饰器函数：将函数作为参数传递、动态修改函数行为

Python装饰器函数是一种强大的Python编程技巧，它可以将一个函数作为参数传递给另一个函数，并且允许动态修改函数的行为，使得代码更加优雅和高效。在这篇文章中，我们将重点介绍Python装饰器函数的用法和实现方法。

1、什么是Python装饰器函数？

Python装饰器函数是一种特殊的函数，它接收一个函数作为参数，并返回一个新的函数。通过使用装饰器函数，我们可以在不修改原有函数代码的情况下，动态地扩展其功能或实现一些基础的AOP。

简单来说，Python装饰器函数就是可以“装饰”其他函数的函数，它的作用类似于Java中的注解。Python的装饰器函数通常用@符号标记，放在装饰的函数定义前面，例如：

@my_decorator
def my_function():
    pass

其中，my_decorator就是装饰器函数的名称，my_function是需要被装饰的函数。通过@符号将两者连接起来，我们就可以实现装饰器的作用了。

2、Python装饰器函数的常见用法

接下来，我们将介绍Python装饰器函数的一些常见用法，包括：

（1）函数计时器

我们可以编写一个装饰器函数，用于计算一个函数的执行时间，例如：

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__} execution time: {end_time-start_time:.2f}s")
        return result
    return wrapper

@timer
def my_function():
    time.sleep(1)
    return "Hello, world!"

result = my_function()
print(result)

上述代码中，我们定义了一个计时器装饰器函数timer，在函数执行前后计算时间差并输出，然后返回函数的执行结果。

在my_function函数上方使用@timer装饰器，装饰器会将my_function函数作为参数传递给timer函数，并返回一个新的函数wrapper。当我们调用my_function函数时，实际上执行的是wrapper函数，并且计算了函数执行时间。

（2）权限验证器

我们可以编写一个装饰器函数，用于检查一个用户是否有权限执行某项操作，例如：

def check_permission(permission):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            # 检查当前用户是否有权限
            if permission == "admin":
                result = func(*args, **kwargs)
                return result
            else:
                raise Exception("You don't have permission to access this resource.")
        return wrapper
    return decorator

@check_permission("admin")
def my_function():
    return "Hello, world!"

result = my_function()
print(result)

在上述代码中，我们定义了一个权限验证器装饰器函数check_permission，它返回一个新的装饰器函数decorator，用于检查当前用户是否具有操作权限。

在my_function函数上方使用@check_permission("admin")装饰器，说明只有具有管理员权限的用户才能访问my_function函数。

（3）日志记录器

我们可以编写一个装饰器函数，用于记录函数执行过程中的日志信息，例如：

def log(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"[INFO] Function {func.__name__} is being called.")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"[INFO] Function {func.__name__} finished with result {result}.")
        return result
    return wrapper

@log
def my_function():
    return "Hello, world!"

result = my_function()
print(result)

在上述代码中，我们定义了一个日志记录器装饰器函数log，在函数执行前输出“正在调用函数”的信息，在函数执行后输出“函数已完成”的信息。

在my_function函数上方使用@log装饰器，装饰器会将my_function函数作为参数传递给log函数，并返回一个新的函数wrapper。当我们调用my_function函数时，实际上执行的是wrapper函数，并在执行前输出日志信息。

3、Python装饰器函数的实现方法

到目前为止，我们已经介绍了Python装饰器函数的常见用法，接下来我们将深入探讨装饰器函数的实现方法。

（1）装饰器函数的基本形式

装饰器函数的基本形式如下：

def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 在调用原始函数之前执行的代码
        result = func(*args, **kwargs)
        # 在调用原始函数之后执行的代码
        return result
    return wrapper

其中，decorator函数接收一个函数func作为参数，返回一个新的函数wrapper。在wrapper函数内部，我们可以根据需要执行一些额外的代码，然后调用原始函数func并返回结果。

最后，我们将wrapper函数作为新的函数返回，这样就可以替换掉原始函数func。

（2）带参数的装饰器函数

装饰器函数也可以具有参数，例如：

def param_decorator(param):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            # 在调用原始函数之前执行的代码
            result = func(*args, **kwargs)
            # 在调用原始函数之后执行的代码
            return result
        return wrapper
    return decorator

@param_decorator(param="value")
def my_function():
    pass

在上述代码中，我们定义了一个带参数的装饰器函数param_decorator。它接受一个参数param，并返回一个新的装饰器函数decorator。decorator函数具有和前面讲解的一致的模式。

最后，在my_function函数上方使用@param_decorator(param="value")装饰器，传递参数param到装饰器函数中。

（3）链式装饰器函数

装饰器函数也可以被组合使用，形成“链式”的效果，例如：

def decorator1(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # decorator1代码
        result = func(*args, **kwargs)
        # decorator1代码
        return result
    return wrapper

def decorator2(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # decorator2代码
        result = func(*args, **kwargs)
        # decorator2代码
        return result
    return wrapper

@decorator1
@decorator2
def my_function():
    pass

在上述代码中，我们定义了两个装饰器函数decorator1和decorator2。它们都接收一个函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。wrapper函数具有和前面讲解的一致的模式，可以执行一些额外的代码，然后调用原始函数并返回结果。

在my_function函数上方使用@decorator1和@decorator2装饰器，它们会依次执行。实际上，装饰器函数也可以被写成这样：

my_function = decorator1(decorator2(my_function))

这使得代码真正变得优美

4、Python装饰器函数的应用场景

Python装饰器函数在实际的开发中有很多应用场景，例如：

（1）函数计时器：在调试和性能优化时，可以使用装饰器函数来计算函数执行时间。

（2）访问控制：可以使用装饰器函数来限制某些用户对某些信息的访问。

（3）日志记录器：在系统运行过程中，可以使用装饰器函数来记录函数调用的日志信息。

（4）性能优化：可以使用装饰器函数来对一