Python装饰器的概念及用法

Python装饰器是一种用于扩展函数功能的语法糖，它可以在不改变源代码的情况下，添加一些额外的功能或者修饰函数的行为。装饰器可以理解为一个函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。

装饰器通常用于以下几个场景：

1. 记录日志：可以用装饰器来记录函数被调用的日志，帮助跟踪程序的执行情况。

2. 记录时间：可以用装饰器来记录函数执行所花费的时间，用于性能分析或优化。

3. 输入验证：可以用装饰器来验证函数的输入参数是否符合要求，以提高代码的健壮性和可维护性。

4. 权限控制：可以用装饰器来实现对函数的访问权限控制，限制只有特定用户或角色可以调用某些函数。

5. 缓存数据：可以用装饰器来缓存函数的计算结果，以减少重复计算的开销。

下面是一个示例代码，演示了如何使用装饰器来记录函数的执行时间：

import time

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

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

result = calculate_total(1000000)
print(result)

在上述示例代码中，timer 是一个装饰器函数，它接受一个函数作为输入参数，并返回一个新的函数 wrapper。wrapper 函数在执行被装饰的函数之前先记录下开始时间，然后执行函数，并在执行完函数后记录下结束时间，计算出函数执行的时间，并打印出来。

在函数 calculate_total 的定义上方使用 @timer 装饰器语法糖，表示将 calculate_total 函数传递给 timer 装饰器函数，并将返回的新函数替换原来的函数定义。

最后，调用 calculate_total(1000000) 函数，装饰器会在函数执行前和执行后分别打印出函数的执行时间。

装饰器的使用让代码更加简洁易读，同时也提高了代码的可重用性和可维护性。我们可以通过定义不同的装饰器函数来实现不同的功能，并将它们应用在不同的函数上，从而实现灵活的函数扩展和行为修饰。