装饰器使用

装饰器是Python中特有的一种语法，它可以动态地修改或增加某个函数或类的功能。这种特殊的语法常被使用来对函数或类进行修饰，以改变它们的行为或属性。它的使用方式十分灵活，可以满足不同场景下的需求，因此在Python编程中得到了广泛应用。

一、装饰器的基本概念

装饰器的本质是一个可调用的对象，它将被修饰的函数或类作为输入，并返回一个修改后的函数或类。通过定义不同的装饰器，可以为函数或类添加各种功能，如性能监控、日志记录、权限验证等。使用装饰器的主要目的是为了增加代码的可复用性和可读性。

二、装饰器的应用场景

1. 日志记录

装饰器可以用来记录程序的日志信息，方便问题排查和性能监测。例如，我们可以定义一个装饰器，把函数调用的时间和参数都记录下来，并把这些信息输出到日志文件中。

```python

import logging

logging.basicConfig(filename='example.log', level=logging.INFO)

def log(func):

def wrapper(*args, **kwargs):

logging.info(f'{func.__name__} called with {args}, {kwargs}')

return func(*args, **kwargs)

return wrapper

@log

def greet(name):

print(f'Hello, {name}!')

greet('John')

```

执行以上代码后，就会在example.log文件中输出记录信息。

2. 参数验证

装饰器也可以用来验证函数的输入参数是否符合要求。对于需要处理敏感数据或进行复杂计算的函数，参数检查变得尤为重要。例如，我们可以定义一个装饰器，检查函数的第一个参数是否为正整数。

```python

def validate_int(func):

def wrapper(*args, **kwargs):

if not isinstance(args[0], int) or args[0] < 0:

raise ValueError('Invalid input')

return func(*args, **kwargs)

return wrapper

@validate_int

def factorial(n):

if n == 0:

return 1

else:

return n * factorial(n-1)

print(factorial(5))

print(factorial(-5))

```

执行以上代码后，如果传入的参数为负数，就会抛出异常。

3. 计时器

装饰器还可以用来计算函数的执行时间，以便进一步优化程序的性能。例如，我们可以定义一个装饰器，计算函数执行的时间，并输出到控制台。

```python

import time

def timer(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

@timer

def count_down(n):

while n > 0:

print(n)

time.sleep(1)

n -= 1

print('Blast off!')

count_down(5)

```

执行以上代码后，就会先输出倒计时信息，然后输出执行时间。

三、装饰器的注意事项

1. 装饰器的返回值应该是一个与被装饰函数具有相同接口的函数，否则可能会无法正常调用。

2. 多个装饰器可以同时修饰一个函数，其执行顺序与装饰器定义的顺序有关。

3. 装饰器可以使用类（而非函数）来定义，但需要实现__call__方法。