Python函数-高阶函数和装饰器的介绍

高阶函数是指接受一个或多个函数作为参数，并且/或者返回一个函数作为结果的函数。在Python中，函数是一等公民，可以像其他对象一样被传递、赋值和操作。高阶函数的存在使得我们可以将函数作为参数传递给其他函数，这样可以更加灵活地实现各种功能。

通常情况下，高阶函数会有一个或多个函数参数，接受这些函数作为输入，并以某种方式应用这些函数，最终返回一个结果。这种方式使得我们可以将一些常见的逻辑抽象出来，通过应用不同的函数来实现不同的功能。

例如，Python内置的map()函数就是一个高阶函数。它接受一个函数和一个可迭代对象作为参数，然后对可迭代对象中的每个元素依次应用该函数，并返回一个包含结果的新的可迭代对象。下面是一个示例：

def square(x):
    return x * x

numbers = [1, 2, 3, 4]
squared_numbers = map(square, numbers)
print(list(squared_numbers))  # 输出 [1, 4, 9, 16]

装饰器是一种特殊的高阶函数，它接受一个函数作为参数，并且返回一个新的函数，通常用于在不修改原函数代码的情况下添加额外的功能。

装饰器可以在不影响原函数代码的情况下，对函数进行包装和修改。这个功能在很多情况下非常有用，比如日志记录、性能分析、输入验证等等。

装饰器的语法使用@符号，放在要装饰的函数定义的上方。下面是一个使用装饰器打印函数执行时间的示例：

import time

def timeit(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：{end_time - start_time} 秒")
        return result
    return wrapper

@timeit
def calculate_sum(n):
    sum = 0
    for i in range(1, n+1):
        sum += i
    return sum

print(calculate_sum(1000000))  # 输出函数 calculate_sum 执行时间：0.05433917045593262 秒 500000500000

上面的例子中，timeit装饰器接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。这个新的函数在调用被装饰的函数之前计时，并在之后打印计时结果。

总结来说，高阶函数和装饰器是Python中非常强大和灵活的特性。高阶函数允许我们将函数作为参数传递和返回，从而更加灵活地实现不同的功能。而装饰器则使得我们可以在不修改原函数代码的情况下，为函数添加额外的功能。这些特性使得Python成为一种非常适合面向过程编程的语言。