Python中的装饰器详解及示例
装饰器（Decorators）是Python中一个非常强大且有用的特性，它允许程序员在不修改原有函数或类的基础上，增加额外的功能或修改其行为。装饰器本质上是一个可调用对象（通常是一个函数），它接受另一个函数作为参数，并返回一个新的函数对象，这个新的函数对象通常会包装原有函数，并在调用原有函数之前或之后执行一些额外的逻辑。
装饰器的基本原理
在Python中，函数是一等公民，这意味着函数可以作为参数传递给其他函数，也可以作为其他函数的返回值。装饰器正是利用了这个特性。当一个函数被用作装饰器时，它通常会接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数对象。这个新的函数对象通常会包装原有函数，并在调用原有函数之前或之后执行一些额外的逻辑。
装饰器的语法
在Python中，装饰器可以通过在函数定义之前使用@decorator_name的语法来应用。例如：
python复制代码
|---|------------------------|
| | @decorator_function |
| | def my_function(): |
| | pass |
这里，decorator_function是一个装饰器函数，它会被应用到my_function上。当my_function被调用时，实际上会先调用decorator_function(my_function)，并返回一个新的函数对象来代替my_function进行调用。
装饰器的简单示例
下面是一个简单的装饰器示例，用于记录函数执行的时间：
python复制代码
|---|-------------------------------------------------------------------------|
| | import time |
| | |
| | def timing_decorator(func): |
| | def wrapper(*args, **kwargs): |
| | start_time = time.time() |
| | result = func(*args, **kwargs) # 调用原有函数并获取返回值 |
| | end_time = time.time() |
| | print(f"函数 {func.__name__} 执行时间: {end_time - start_time:.6f} 秒") |
| | return result # 返回原有函数的返回值，以保持行为的一致性 |
| | return wrapper # 返回包装后的函数对象 |
| | |
| | @timing_decorator # 应用装饰器到下面的函数上 |
| | def my_function(n): |
| | time.sleep(n) # 模拟耗时操作 |
| | print("函数执行完成") |
| | return n * 2 # 返回一些结果 |
| | |
| | # 调用被装饰的函数，并打印返回值和执行时间 |
| | result = my_function(2) # 这里实际上调用的是 wrapper 函数，它会记录时间并调用 my_function |
| | print(f"函数返回值: {result}") # 打印返回值，验证装饰器没有改变原有函数的行为（返回值） |
在这个示例中，我们定义了一个名为timing_decorator的装饰器函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数对象wrapper。wrapper函数在调用原有函数之前和之后分别记录了时间，并打印出函数的执行时间。然后，我们使用@timing_decorator语法将装饰器应用到my_function上。当我们调用my_function时，实际上会先调用timing_decorator(my_function)返回的wrapper函数，从而实现了对函数执行时间的记录功能。同时，由于我们在wrapper函数中返回了原有函数的返回值，所以被装饰的函数的行为（返回值）并没有发生改变。