python 装饰器

装饰器（Decorator）是Python语言中的一种高级技巧，可以在不改变原有代码的基础上，动态地给函数或类增加额外的功能。本质上，装饰器就是一个普通函数，它可以接受一个或多个参数，并且返回一个函数作为结果。

装饰器的语法如下：

@decorator_function
def function_to_be_decorated():
    # Function body

其中 decorator_function 表示装饰器函数，function_to_be_decorated 表示要被装饰的函数。

注意事项：

1. 装饰器必须是一个可调用的对象（callable），即函数、类或实现了 __call__ 魔法方法的类的实例。
2. 装饰器可以有多层嵌套，在应用多个装饰器时，从内到外依次执行。
3. 装饰器可以接受参数，例如 @decorator(arg1, arg2)。
4. 被装饰的函数的元信息（比如文档字符串、名称、注释和参数签名）会丢失，需要使用 functools.wraps() 函数来解决这个问题。

下面是一个简单的装饰器示例，用于计算函数运行时间：

import time

def timing_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"Function {func.__name__} took {end_time - start_time:.2f} seconds to run.")
        return result
    return wrapper

@timing_decorator
def my_function():
    # Function body

my_function()

该装饰器函数接受一个函数作为参数，返回一个包装器函数，用于统计被装饰函数的运行时间。注意，在 wrapper() 函数中，使用了可变长参数 *args 和关键字参数 **kwargs 来接收任意数量和类型的参数，并将它们传递给原始函数。

输出结果类似于：

Function my_function took 0.00 seconds to run.

再举一个装饰器的例子，用于验证用户是否具有访问权限：

def authenticated(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 模拟身份验证
        is_authenticated = True  # 假设用户已登录
        if is_authenticated:
            return func(*args, **kwargs)
        else:
            return "Access denied. Please log in first."
    return wrapper

@authenticated
def my_function():
    # Function body

result = my_function()
print(result)

该装饰器函数接受一个函数作为参数，返回一个包装器函数，用于检查用户是否已经登录。如果用户已登录，则调用原始函数并返回结果；否则返回一个错误信息。

输出结果类似于：

Function result.

再举一个装饰器的例子，用于打印函数调用日志：

def logger(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"Calling function {func.__name__} with arguments: args={args}, kwargs={kwargs}")
        result = func(*args, **kwargs)
        return result
    return wrapper

@logger
def my_function(x, y):
    # Function body

result = my_function(1, 2)
print(result)

该装饰器函数接受一个函数作为参数，返回一个包装器函数，用于在函数被调用时输出日志信息。在 wrapper() 函数中，先打印出函数名称和参数列表，再调用原始函数，并返回结果。

接下来使用装饰器语法 @logger 来修饰一个名为 my_function 的函数，该函数接受两个参数 x 和 y。在代码末尾调用 my_function(1, 2)，以触发装饰器的执行，并输出结果。

输出结果类似于：

Calling function my_function with arguments: args=(1, 2), kwargs={}
result.

总之，装饰器是Python语言中非常灵活和强大的特性，可以帮助我们实现各种功能，例如计时、身份验证、日志记录等。但是，在使用装饰器时需要注意一些细节和陷阱，例如装饰器顺序、装饰器内部变量作用域等。因此，我们需要谨慎地使用装饰器，并根据实际情况选择最佳的方案。