Python装饰器的基本应用和实现方法

Python装饰器是Python语言中一种高级编程技巧，它允许在不改变原函数代码的情况下，向函数添加额外的功能。装饰器使用在函数定义前使用@符号来修饰函数，从而使其具有特定的功能。

装饰器的基本应用：

1. 记录日志：装饰器可以在函数执行前后打印日志，用于调试和追踪函数执行的过程。可以在装饰器中使用functools.wraps来保留原函数的元信息，如函数名、注释等。

2. 缓存结果：装饰器可以实现缓存函数的结果，以避免重复计算浪费时间。通过将函数输入和输出的结果保存在字典中，通过判断输入是否在字典中出现过，如果有则返回缓存结果，如果没有则计算并缓存结果。

3. 计时器：装饰器可以计算函数执行的时间，用于性能测试和优化函数。可以使用time模块的time()函数记录函数开始和结束的时间戳，并计算时间差。

4. 权限校验：装饰器可以用于校验用户的权限，判断是否有相应的访问权限。可以在装饰器中定义一个权限函数，用于校验用户权限并根据校验结果决定是否执行原函数。

5. 输入校验：装饰器可以对函数的参数进行校验，确保输入参数的合法性。可以在装饰器中使用inspect模块的signature()函数获取函数的参数列表，并对传入的参数进行类型、范围等校验。

装饰器的实现方法：

装饰器可以使用函数或类来实现，下面分别介绍这两种方法的实现。

1. 使用函数实现装饰器：

def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 添加额外功能
        # ...
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@decorator
def function():
    # 原函数实现
    # ...

以上代码中，decorator是装饰器函数，它的参数是原函数func。在wrapper函数中，可以添加额外的功能，并在最后调用func来执行原函数的代码。通过将wrapper函数返回，原函数function就被加上了额外的功能。

2. 使用类实现装饰器：

class Decorator:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
    
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 添加额外功能
        # ...
        return self.func(*args, **kwargs)

@Decorator
def function():
    # 原函数实现
    # ...

以上代码中，Decorator是装饰器类，它的__init__方法接收原函数func作为参数，并保存到实例变量self.func中。__call__方法在实例被调用时被调用，可以在其中添加额外的功能，并调用self.func来执行原函数的代码。

以上就是Python装饰器的基本应用和实现方法。装饰器是Python语言中非常强大和灵活的特性，可以方便地扩展函数的功能，并提高代码的复用性和可读性。