深入解析Python装饰器及*args, **kwargs的妙用

简介：

​ 装饰器（Decorator）是 Python 中一种强大的语法特性，它允许在不修改原始函数代码的情况下，动态地扩展函数的功能。装饰器是函数或类，用于包装其他函数或类，并提供额外的功能。

​ 在 Python 中，装饰器通过使用 @ 符号将其应用于函数或类。装饰器可以在函数定义之前定义，并在函数调用时自动应用。以下是装饰器的基本语法：

@decorator
def function():
    # 函数体

​ decorator 是一个装饰器，它将被应用于下方定义的函数 function。装饰器可以是一个函数或一个类。

基础铺垫：

*args

​ 在函数定义中，*args 表示接受任意数量的位置参数。它将传递的参数打包成一个元组（tuple），可以在函数体内使用。这样，函数就可以处理不确定数量的参数。

def calculate_sum(*args):
    total = sum(args)
    return total

result = calculate_sum(1, 2, 3, 4, 5)
print(result) # 输出15

解包：

​ 解包是指将一个容器（如元组、列表、字典等）中的值拆分为独立的元素。在函数调用或变量赋值的过程中，可以使用解包操作将容器中的值分配给对应的变量。

def my_function(a, b, c):
    print(a, b, c)

args = (1, 2, 3)
my_function(*args)  # 解包元组，等同于 my_function(1, 2, 3)

**kwargs

​ **kwargs 表示接受任意数量的关键字参数。它将传递的参数打包成一个字典（dictionary），可以在函数体内使用。这样，函数就可以处理不确定数量的关键字参数。关键字参数就是，a=b，指定谁等于谁。

def print_values(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

print_values(name="Alice", age=25, city="London")

输出：

name: Alice
age: 25
city: London

配合使用：

def my_function(a, b, c):
    print(a, b, c)

args = (1, 2, 3)
kwargs = {"a": 4, "b": 5, "c": 6}

my_function(*args)         # 等同于 my_function(1, 2, 3)
my_function(**kwargs)      # 等同于 my_function(a=4, b=5, c=6)

深入分析：

案例一：

import time

def calculate_time(func):  # 这个函数的参数就是被装饰的函数即 func=my_function
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        print("开始计时")
        func()
        end_time = time.time()
        print("结束计时")
        print("函数执行时间：", end_time - start_time, "秒")

    return wrapper


@calculate_time  # 相当于 calculate_time(my_function) 将函数作为参数
def my_function():
    time.sleep(2)
    print('我是被装饰函数')

​ @calculate_time 是将 calculate_time 函数作为一个装饰器。

我花了一幅图片给大家看看执行过程：

​ 其实很简单，就是装饰器函数被被装饰函数当作参数来进行调用，然后装饰器的写法是固定的。

案例二：

def outer(f):  # 2.f == func 将被装饰函数的名字传递给参数f
    def inner():
        # 6.执行inner函数体操作
        f()  # 6.1.调用原先的func函数
        print('注册功能')  # 6.2 执行添加的新功能
    return inner  # 3.此处的返回值会返回给被装饰函数的名字

@outer  # 1.调用outer装饰器函数
def func():  # 4. func == inner
    print('登录功能')

func()  # 5.func() == inner()
# 需求：给func函数增添一个注册功能

案例三：

​ 我们看看下面这个案例，通过装饰器，我们可以丰富每个函数的功能，可以使代码更加模块化和可复用。

def outer(func):
    def inner():
        print('认证功能操作')
        result = func()
        return result

    return inner

# 基础平台部门开发了上百个函数的API
@outer # 调用装饰器函数 函数参数是另一个函数 
def f1():
    print('业务部门1的数据接口......')

@outer
def f2():
    print('业务部门2的数据接口......')

@outer
def f3():
    print('业务部门3的数据接口......')

@outer
def f100():
    print('业务部门100的数据接口......')

# 无参
f1()
f2()
f3()
f100()

案例四：

def outer(func):
    def inner(name):
        print('新功能！')
        func(name)
    return inner

@outer #相当于f1 = outer(f1(name))
def f1(name):
    print('f1的原有功能，f1的参数值为：', name)

f1('xxxx')