Python函数的装饰器-学习如何使用装饰器来增强Python函数的功能

装饰器是Python中非常强大的功能，它可以在不修改函数源代码的情况下增强函数的功能。装饰器可以理解为一个修饰函数的函数，它将被修饰的函数作为参数传入，并返回修饰后的函数。下面就来学习一下如何使用装饰器来增强Python函数的功能。

首先，我们先来定义一个简单的函数，用于计算两个数的和：

def add(a, b):
    return a + b

我们可以使用装饰器来统计函数的执行时间，如下所示：

import time

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

@timeit
def add(a, b):
    return a + b

result = add(1, 2)
print(result)

在上述代码中，我们首先定义了一个装饰器函数timeit，它接受一个函数作为参数，并返回一个修饰后的函数wrapper。在wrapper函数中，我们先记录函数执行的开始时间start，然后调用原函数func并获取结果result，最后记录函数执行的结束时间end，并打印函数的执行时间。最后，我们使用@timeit语法将add函数修饰为@timeit(add)，从而使add函数在执行时会先调用timeit函数。

当我们使用add函数计算两个数的和时，不仅能得到正确的结果3，还会打印出函数的执行时间。

除了统计函数的执行时间，我们还可以使用装饰器来验证函数的参数类型，如下所示：

def type_checker(*types):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for i, arg in enumerate(args):
                if not isinstance(arg, types[i]):
                    raise TypeError(f"参数 {arg} 的类型不正确，应为 {types[i]} 类型")
            return func(*args, **kwargs)
        return wrapper
    return decorator

@type_checker(int, int)
def add(a, b):
    return a + b

result = add(1, 2)
print(result)

在上述代码中，我们定义了一个装饰器函数type_checker，它接受多个参数类型作为参数，并返回一个装饰器函数decorator。在decorator函数中，我们定义了一个wrapper函数，它会遍历函数的参数，并判断参数的类型是否与指定的类型一致，如果不一致则抛出TypeError异常。最后，我们使用@type_checker(int, int)语法将add函数修饰为@type_checker(int, int)(add)，从而使add函数在执行时会先调用type_checker函数进行类型验证。

当我们使用add函数计算两个数的和时，如果传入的参数类型不正确，会抛出TypeError异常，否则会得到正确的结果3。

通过使用装饰器，我们可以轻松地增强函数的功能。装饰器能够方便地对函数进行扩展，例如记录日志、缓存结果、验证权限等。因此，在编写Python程序时，合理运用装饰器可以提高代码的复用性和可读性，从而提升开发效率。