1. 裝飾器基礎

1.1 什么是裝飾器？

????????裝飾器本質上是一個 Python 函數，它可以讓其他函數在不需要做任何代碼變動的前提下增加額外功能。裝飾器的返回值也是一個函數對象。

1.2 語法糖：@ 符號

????????Python?提供了 @ 符號作為裝飾器的語法糖，使得裝飾器的使用更加簡潔明了。

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2. 創建簡單裝飾器

????????下面是一個簡單的裝飾器示例，用于記錄函數執行時間：

import timedef timer_decorator(func):def wrapper(*args, **kwargs):start_time = time.time()result = func(*args, **kwargs)end_time = time.time()print(f"{func.__name__} executed in {end_time - start_time:.4f} seconds")return resultreturn wrapper# 使用裝飾器
@timer_decorator
def slow_function():time.sleep(2)print("Function executed")slow_function()

???????在這個例子中，timer_decorator 是一個裝飾器函數，它接受一個函數作為參數，并返回一個新的函數 wrapper。wrapper 函數在執行原函數前后記錄時間，并打印執行時間。

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3. 裝飾器的工作原理

????????當使用 @decorator 語法糖時，Python 實際上做了以下幾件事：

1. 調用 decorator 函數，將目標函數作為參數傳入。
2. 裝飾器函數返回一個新的函數（通常是包裝函數）。
3. 將目標函數的引用替換為新函數的引用。

????????因此，@timer_decorator 等價于 slow_function = timer_decorator(slow_function)。

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4. 帶參數的裝飾器

????????有時候，我們可能需要為裝飾器本身傳遞參數。這可以通過再嵌套一層函數來實現：

def repeat_decorator(times):def decorator(func):def wrapper(*args, **kwargs):for _ in range(times):result = func(*args, **kwargs)return resultreturn wrapperreturn decorator# 使用帶參數的裝飾器
@repeat_decorator(3)
def say_hello():print("Hello, World!")say_hello()

????????在這個例子中，repeat_decorator 是一個返回裝飾器的函數，它接受一個參數 times，表示目標函數需要被執行的次數。

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5. 保留原函數的元數據

????????使用裝飾器后，原函數的元數據（如函數名、文檔字符串等）可能會丟失。為了保留這些元數據，可以使用 functools 模塊中的 wraps 裝飾器：

from functools import wrapsdef my_decorator(func):@wraps(func)def wrapper(*args, **kwargs):print("Something is happening before the function is called.")result = func(*args, **kwargs)print("Something is happening after the function is called.")return resultreturn wrapper@my_decorator
def example_function():"""This is an example function."""print("Hello from example_function!")print(example_function.__name__)  # 輸出: example_function
print(example_function.__doc__)   # 輸出: This is an example function.

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6. 裝飾器的應用場景

• 日志記錄：記錄函數的調用時間、參數和返回值。
• 性能分析：測量函數的執行時間，找出性能瓶頸。
• 訪問控制：根據用戶權限決定是否允許執行函數。
• 事務處理：在函數執行前后開啟和提交事務。
• 緩存：緩存函數的計算結果，避免重復計算。

????????裝飾器是 Python 中一個非常強大的特性，它允許我們以一種優雅且靈活的方式擴展函數的功能。通過掌握裝飾器的使用，我們可以編寫出更加模塊化、可重用和易于維護的代碼。希望本文能夠幫助你更好地理解和應用 Python 中的裝飾器。