Python装饰器：函数装饰让你代码更加灵活

Python装饰器是Python语言的一个强大特性，它可以让我们在不改变原有代码的情况下，对函数进行扩展和增强，使得代码更加灵活。

在介绍装饰器之前，我们先来看一个简单的例子。

def hello():
    print("Hello, World!")

hello()

这是一个简单的函数，它的功能是打印出"Hello, World!"。如果我们现在想要给它添加一些额外的功能，比如在打印之前加上时间戳，我们可以修改函数的实现：

import datetime

def hello():
    timestamp = datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
    print(f"[{timestamp}] Hello, World!")

hello()

这样做当然也是可以的，但是问题是如果我们有很多类似的函数需要添加相同的功能，那么每个函数都需要增加相同的代码，这样会导致代码的重复，也不方便维护和管理。

而使用装饰器可以很好地解决这个问题。我们可以定义一个装饰器函数，然后通过将它应用到我们想要装饰的函数上，来达到我们想要的效果。

下面是一个简单的装饰器函数的例子：

import datetime

def timestamp_decorator(func):
    def wrapper():
        timestamp = datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
        print(f"[{timestamp}]")
        func()
    return wrapper

@timestamp_decorator
def hello():
    print("Hello, World!")

hello()

在这个例子中，我们定义了一个装饰器函数timestamp_decorator，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。在wrapper函数内部，我们可以增加任意的代码来扩展函数的功能，然后再调用原来的函数。

而在装饰器应用的地方，我们使用@timestamp_decorator的语法将装饰器应用到函数hello上。这样，当我们调用hello函数时，实际上是调用了装饰器函数返回的wrapper函数。在wrapper函数内部，我们添加了打印时间戳的功能，然后再调用原来的函数。

通过这种方式，我们实现了给函数添加额外功能的目的，而不需要修改原函数的定义。

除了增加功能外，装饰器还可以用来实现其他一些功能，比如性能分析、日志记录等。下面是一个性能分析的例子：

import time

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

@performance_decorator
def fib(n):
    if n <= 1:
        return n
    return fib(n-1) + fib(n-2)

fib(30)

在这个例子中，我们定义了一个装饰器函数performance_decorator，它会计算函数的执行时间。在装饰器应用的地方，我们使用@performance_decorator的语法将装饰器应用到函数fib上。当我们调用fib函数时，实际上是调用了装饰器函数返回的wrapper函数。在wrapper函数内部，我们先记录了函数的开始时间，然后调用原函数并获取返回结果，最后记录了函数的结束时间并打印出执行时间。

通过这种方式，我们实现了对函数执行时间的统计，而不需要修改原函数的定义。

除了函数装饰器之外，Python还支持类装饰器。类装饰器的用法与函数装饰器类似，只是它是作用于类而不是函数。

总的来说，装饰器是Python语言中一个非常有用的特性，它可以让我们在不修改原有代码的情况下，对函数进行扩展和增强，使得代码更加灵活。通过定义一个装饰器函数，并将它应用到函数上，可以实现对函数的功能增强，比如添加额外的功能、性能分析等。另外，装饰器还可以用来实现一些功能，比如缓存、权限验证等。

但是需要注意的是，装饰器虽然非常方便，但是过度使用装饰器可能会导致代码可读性和维护性下降，所以在使用装饰器时需要谨慎选择适合的场景，并注意保持代码的清晰和简洁。