Python装饰器的使用方法与实现原理

Python装饰器是一种用来扩展函数功能的函数，它在不修改原函数代码的情况下，通过在原函数周围添加一层包装函数的方式来实现功能的扩展。装饰器的使用方法和实现原理如下。

一、使用方法：

1. 定义装饰器函数：装饰器函数是一个普通的函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。

def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 执行装饰器的功能扩展代码
        result = func(*args, **kwargs)
        return result
    return wrapper

2. 使用装饰器修饰函数：使用@语法糖将装饰器函数应用到需要扩展功能的函数上。

@decorator
def function():
    # 原函数代码

3. 调用经过装饰器修饰的函数：调用经过装饰器修饰的函数会先执行装饰器函数中的代码，然后再执行原函数中的代码。

function()

二、实现原理：

1. 当使用@语法糖应用装饰器时，其实相当于将被修饰函数作为参数传递给装饰器函数，并将返回的新函数重新赋值给原函数的标识符。

function = decorator(function)

2. 在执行被修饰函数时，实际上是在执行新函数(wrapper函数)。新函数在执行时会先执行装饰器函数中的代码，然后再执行原函数中的代码。

3. 装饰器函数中的代码可以在函数执行前后，或者在函数执行过程中进行一些功能扩展，比如计算函数的执行时间、添加日志记录等。

import time

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"函数 {func.__name__} 执行时间为：{end_time - start_time} 秒")
        return result
    return wrapper

@timer
def calculate_sum(n):
    total = 0
    for i in range(n):
        total += i
    return total

calculate_sum(1000000)

4. 装饰器可以修饰带有参数的函数，可以使用*args和**kwargs来接收任意数量的参数，并将其传递给被修饰函数。

def logger(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"函数 {func.__name__} 被调用")
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@logger
def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

greet("John")

通过使用装饰器，可以轻松地实现函数的功能扩展，提高代码的复用性和可读性。但需要注意的是，装饰器只适用于在函数执行前后进行功能扩展，不适用于修改或替换原函数的行为。