“Python函数的装饰器的作用与用法”：讲解Python函数装饰器的概念和常用方法。

Python函数装饰器的概念

在 Python 中，装饰器是一种高级特性，它可以动态地改变某个函数的行为。Python中，函数是一等公民，这意味着函数可以作为参数传入其他函数，也可以被其他函数返回。Python中的装饰器利用了函数作为返回值的功能，把一个函数传入另一个函数中进行处理，然后返回一个新的函数。通俗的来说，装饰器是一个函数，它可以用来装饰其他函数，即为其他函数添加一些额外的功能。

Python函数装饰器的常用方法

在 Python 中，函数装饰器使用 @ 符号赋值，它可以放置在函数定义前面，并加上装饰器函数的名称。下面是一个简单的例子：

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Something is happening before the function is called.")
        func()
        print("Something is happening after the function is called.")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello!")

say_hello()

在上面的代码中，my_decorator 函数就是一个装饰器。它定义了一个内部函数 wrapper，这个函数就是我们要添加的新功能。这个新功能定义了在原函数执行前和执行后要执行的程序。

装饰器是如何工作的？

当我们通过 @my_decorator 来装饰 say_hello 函数时，实际上相当于这样写：

say_hello = my_decorator(say_hello)

在这个过程中，my_decorator 函数是被执行了一次的。它将原函数作为参数传入了其中，并返回了一个新的函数。这个新的函数就是我们实际上执行的函数。当我们最后调用 say_hello 函数时，实际上调用的是经过装饰器 decorator 处理后的新函数 wrapper。

常用的装饰器示例

下面，我们来看一些实际的装饰器示例。

1. 记录函数执行时间

import time

def timing_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(f"Executed {func.__name__} in {end - start} seconds")
        return result
    return wrapper

@timing_decorator
def slow_function():
    time.sleep(2)

slow_function()

2. 校验用户权限

def user_roles(role):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            if role == "admin":
                return func(*args, **kwargs)
            else:
                return "You are not authorized to perform this action."
        return wrapper
    return decorator

@user_roles("admin")
def delete_user(user_id):
    print(f"Deleting user {user_id}")

delete_user(123)

在上述代码示例中，定义了一个装饰器函数 user_roles，它有一个参数 role。在 user_roles 中，定义了一个新的函数 decorator，它接受一个func函数作为参数，并返回一个新的函数 wrapper。wrapper 中执行了一些校验逻辑，如果用户的权限符合条件，则执行原函数并返回结果；否则，返回错误提示信息。

3. 缓存函数结果

def memoization_decorator(func):
    memo = {}
    def wrapper(*args):
        if args in memo:
            return memo[args]
        else:
            result = func(*args)
            memo[args] = result
            return result
    return wrapper

@memoization_decorator
def fibonacci(n):
    if n < 2:
        return n
    else:
        return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

print(fibonacci(40))

这个示例展示了一个实现函数结果缓存的装饰器。在函数执行前，检查参数值是否已经存在于缓存中，如果是，则直接返回缓存中的值，否则执行函数并将结果加入到缓存中再返回。

总结

Python 中的函数装饰器像是在不改变原函数的代码的情况下，增强原函数的功能。装饰器可以在简化代码，增强程序的可读性，提高代码复用性等方面优势。本文主要讲解了 Python 中函数装饰器的概念和常用方法，通过代码实现，希望读者能够加深对 Python 函数装饰器的理解。