Python函数装饰器的用法介绍和实例讲解

Python函数装饰器是Python语言的一个重要特性，它可以在不改变原有函数代码的情况下，为函数添加额外的功能。函数装饰器是一种函数，它接受一个函数为参数，并返回一个新的函数。

函数装饰器具有以下特点：

1. 函数装饰器是一个高阶函数，接受一个函数作为参数，返回一个函数。

2. 函数装饰器可以用来装饰任意可调用对象，如函数、类、静态方法、类方法等。

3. 函数装饰器可以在源代码中的任何位置使用，因为它是在编译阶段执行的。

函数装饰器的基本用法如下所示：

def decorator_function(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 执行一些额外的操作
        result = func(*args, **kwargs)
        # 执行一些额外的操作
        return result
    return wrapper

@decorator_function
def my_function():
    # 函数代码
    pass

在上述代码中，我们定义了一个名为decorator_function的装饰器函数。它接受一个函数func作为参数，并返回了一个新的函数wrapper。wrapper函数包装了原始的函数func，在执行原始函数之前和之后执行了一些额外的操作。

为了使用函数装饰器，我们使用@decorator_function的语法将装饰器应用到目标函数my_function上。这样，当我们调用my_function时，实际上是在调用wrapper函数。

函数装饰器可以用于许多不同的用途，下面是几个例子：

1. 日志记录

import logging

def log_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        logging.info(f"Calling function {func.__name__}")
        result = func(*args, **kwargs)
        logging.info(f"Function {func.__name__} called successfully")
        return result
    return wrapper

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

print(add(2, 3))

在上述代码中，我们定义了一个名为log_decorator的装饰器函数，它用于记录函数的调用。当我们调用add函数时，log_decorator装饰器会在函数执行前输出一条日志，并在函数执行后输出另一条日志。

2. 计时器

import time

def timer_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"Elapsed time: {end_time - start_time} seconds")
        return result
    return wrapper

@timer_decorator
def factorial(n):
    if n == 0 or n == 1:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n - 1)

print(factorial(5))

在上述代码中，我们定义了一个名为timer_decorator的装饰器函数，用于计算函数的执行时间。当我们调用factorial函数时，timer_decorator装饰器会在函数执行前记录开始时间，并在函数执行后计算并打印函数的执行时间。

3. 权限验证

def check_permission_decorator(permission):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            if permission == "admin":
                print("Permission granted")
                return func(*args, **kwargs)
            else:
                print("Permission denied")
        return wrapper
    return decorator

@check_permission_decorator(permission="admin")
def delete_file(filename):
    print(f"Deleting file {filename}")

delete_file("test.txt")

在上述代码中，我们定义了一个名为check_permission_decorator的装饰器，用于检查用户权限。当我们调用delete_file函数时，check_permission_decorator(permission="admin")装饰器会首先检查用户权限，如果权限为"admin"，则允许执行函数，否则拒绝执行。

总结：函数装饰器是一种强大而灵活的特性，它可以为函数增加额外的功能，如日志记录、计时器、权限验证等。通过函数装饰器，我们可以实现代码的重用和扩展，提高代码的可维护性和可测试性。