Python函数装饰器原理与用法详解

在Python中，函数装饰器是一种用于增强函数功能的语法结构。本文将深入探讨Python函数装饰器的原理和用法，让你能够充分理解并应用装饰器。

装饰器的基本概念

装饰器是一个callable对象，它接受函数对象作为参数，并返回一个新的函数对象（或修改原有的函数对象）。

当你使用装饰器语法将装饰器应用于某个函数时，实际上是将该函数作为参数传递给装饰器，然后将装饰器返回的新函数重新赋值给原函数的变量名。因此，该函数的功能得到了增强，但其函数名和参数签名保持不变。

装饰器的基本使用

下面是一个简单的装饰器示例，它将打印出函数执行的时间：

import time

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f'{func.__name__} run time: {end_time - start_time:.2f}s')
        return result
    return wrapper

@timer
def test():
    time.sleep(2)

test()

注意到被装饰的函数 test() 前面有一个 @timer 标记，这是用来调用装饰器的语法。装饰器 timer 接收一个函数作为参数，返回一个新的函数对象 wrapper() ，在 wrapper() 中实现了打印函数执行时间的功能。

装饰器的参数

有时候装饰器需要调整参数。这可以通过在装饰器中再定义一个函数，接受所需参数，然后再定义一个装饰器函数来完成。下面是一个示例，它表示在执行函数前后打印两行消息：

def decorator_with_args(arg1, arg2):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            print(f'arg1 is {arg1} and arg2 is {arg2}')
            func(*args, **kwargs)
            print('Done.')
        return wrapper
    return decorator

@decorator_with_args('hello', 123)
def test2():
    print('Executing test2')

test2()

可以看到，装饰器 decorator_with_args 接受两个参数 arg1 和 arg2 ，然后返回一个装饰器函数 decorator() 。这个装饰器函数接受一个函数作为参数 func ，然后返回一个新的函数对象 wrapper() ，在它的外层还包含一个函数 fn() ，并带有所需的参数 arg1 和 arg2 ，以装饰被修饰函数。