Python 中的装饰器：概念、应用和示例

在Python中，装饰器是一种设计模式，它允许我们在不修改原始函数代码的情况下，增加函数的功能。装饰器是一个接受函数作为参数并返回新函数的函数。这个新函数通常包含了原始函数的功能，再加上一些额外的功能。

装饰器的工作原理是，它们“装饰”或“包装”了原始函数，然后返回一个新的函数。这个新函数在调用原始函数之前或之后执行一些额外的代码，从而增加了原始函数的功能。

让我们通过一个简单的例子来说明装饰器的工作原理。假设我们有一个函数，它打印一条消息：

def hello():
    print("Hello, world!")

我们可以创建一个装饰器，它在调用hello函数之前和之后打印一些额外的信息：

def decorator(func):
    def wrapper():
        print("Before call")
        func()
        print("After call")
    return wrapper

hello = decorator(hello)

现在，当我们调用hello函数时，它将首先打印"Before call"，然后打印"Hello, world!"，然后打印"After call"。这就是装饰器的基本工作原理。

装饰器的一个常见用途是记录函数的执行时间。例如，我们可以创建一个装饰器，它计算函数的执行时间，并在函数完成后打印出来：

import time

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

我们可以使用这个装饰器来装饰任何函数，以记录其执行时间：

@timing_decorator
def slow_function():
    time.sleep(2)

slow_function()

这将打印出slow_function的执行时间。

装饰器还可以接受参数。这允许我们创建更灵活的装饰器，可以根据需要定制其行为。例如，我们可以创建一个装饰器，它接受一个参数，表示要打印的消息：

def message_decorator(message):
    def decorator(func):
        def wrapper():
            print(message)
            func()
        return wrapper
    return decorator

@message_decorator("Starting function")
def hello():
    print("Hello, world!")

这将在调用hello函数之前打印"Starting function"。

我们还可以将多个装饰器堆叠在一起。当有多个装饰器时，它们会按照从内到外的顺序应用。这意味着最接近原始函数的装饰器首先被应用，然后是下一个装饰器，依此类推。

以上就是Python中装饰器的基本概念和应用。装饰器是一个非常强大的工具，可以帮助我们编写更简洁、更可重用的代码。