Python中的装饰器

装饰器是程序开发中经常会用到的功能,用好装饰器,可以让开发效率提高不少。装饰器的使用来加深不同模块之间的联系,并减少冗余代码。比如基础平台负责底层的功能,业务部门使用基础功能时,只需要调用基础平台提供的功能即可。当基础平台需要添加功能(对基础平台的所有功能进行重构)时,使用装饰器可以比较好的实现。

比如基础平台提供的功能如下:

def f1():
    print('f1')
    
def f2():
    print('f2')
    
def f3():
    print('f3')

在所有的功能中需要添加验证功能(新的需求)时,可以先写一个函数,然后让这些f1、f2、f3去执行这个函数。但是这样并不完美。写代码应遵循开放封闭原则,虽然这个原则是用于面向对象开发,但也用于函数式编程,换句话即实现的功能代码不允许被修改,但可以拓展。原则上是不允许在f1、f2、f3的内部进行修改代码。这样可以使用装饰器来进行更改。

def  w1(func):
    def inner():
        #验证
        #...
        func()
    return inner

@w1
def f1():
    print('f1')

@w1
def f2():
    print('f2')

@w1
def f3():
    print('f3')

即实现了上述需求

Python解释器会从上到下解释代码:

1 def w1(func):     将w1函数加载到内存

2  @w1       @函数名是python中的一种语法糖,先执行w1函数,然后返回w1的返回值。

对于装饰器,它实现的功能比较常用的有:

1.引入日志    2.函数执行时间统计    3.执行函数前预备处理     4.执行函数后清理功能    5.权限校验等场景   6.缓存

装饰器代码总结:

#定义函数,完成包裹数据
def makeBold(fn):
    def wrapped():
        return "<b>" + fn() + "</b>"
    return wrapped

#定义函数,完成包裹数据:
def makeItalic(fn):
    def  wrapped():
        return "<i>" + fn() +"</i>"
    return wrapped

@makeBold
def test1():
    return "hello world-1"
@makeItalic
def test2():
    return "hello world-2"

@makeBold
@makeItalic
def test3():
    return "hello world-3"

print(test1())
print(test2())
print(test3())

结果为

<b>hello world-1</b>
<i>hello world-2</i>
<b><i>hello world-3</i></b>

 

MATLAB代码实现了一个基于多种智能优化算法优化RBF神经网络的回归预测模型,其核心是通过智能优化算法自动寻找最优的RBF扩展参数(spread),以提升预测精度。 1.主要功能 多算法优化RBF网络:使用多种智能优化算法优化RBF神经网络的核心参数spread。 回归预测:对输入特征进行回归预测,适用于连续值输出问题。 性能对比:对比不同优化算法在训练集和测试集上的预测性能,绘制适应度曲线、预测对比图、误差指标柱状图等。 2.算法步骤 数据准备:导入数据,随机打乱,划分训练集和测试集(默认7:3)。 数据归一化:使用mapminmax将输入和输出归一化到[0,1]区间。 标准RBF建模:使用固定spread=100建立基准RBF模型。 智能优化循环: 调用优化算法(从指定文件夹中读取算法文件)优化spread参数。 使用优化后的spread重新训练RBF网络。 评估预测结果,保存性能指标。 结果可视化: 绘制适应度曲线、训练集/测试集预测对比图。 绘制误差指标(MAE、RMSE、MAPE、MBE)柱状图。 十种智能优化算法分别是: GWO:灰狼算法 HBA:蜜獾算法 IAO:改进天鹰优化算法,改进①:Tent混沌映射种群初始化,改进②:自适应权重 MFO:飞蛾扑火算法 MPA:海洋捕食者算法 NGO:北方苍鹰算法 OOA:鱼鹰优化算法 RTH:红尾鹰算法 WOA:鲸鱼算法 ZOA:斑马算法
<think> 首先,用户的问题是:“我想查找Python装饰器的详细使用方法 请问Python装饰器的详细使用方法”。系统级指令要求我使用中文回答,并遵循特定格式:行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$并单独成段,确保LaTeX语法正确。另外,我需要生成相关问题,并在回答中引用的段落末尾添加引用标识。 用户提供了几个引用:[^1], [^2], [^3], [^4],这些是关于Python装饰器的参考资料。我需要参考这些引用来构建回答。 关键点: - 使用中文回答。 - 结构清晰,逐步解决问题。 - 确保回答真实可靠。 - 在引用的段落末尾添加引用标识。 - 生成相关问题。 回答结构: 1. **介绍装饰器**:解释什么是装饰器,它的基本概念。 2. **使用方法**:详细描述如何使用装饰器,包括语法、示例代码。 3. **应用场景**:讨论装饰器的常见用途。 4. **高级用法**:如果有空间,可以提到一些高级特性。 5. **总结**:简要回顾。 6. **生成相关问题**:在回答结束时添加相关问题。 引用处理: - 在回答中,当我参考某个引用时,在段落末尾添加引用标识,如[^1], [^2]等。 - 引用来自用户提供的列表:引用[1], [2], [3], [4]。 内容提纲: 1. **介绍装饰器**: - 装饰器Python的一种特性,允许修改或增强函数或类的行为,而不改变其原始代码。 - 参考引用[1]和[2],它们提到装饰器通过函数包装器添加额外功能。 - 添加引用标识。 2. **装饰器语法**: - 使用@符号,后跟装饰器函数名。 - 示例代码展示基本装饰器。 - 解释装饰器的工作原理:装饰器函数接受一个函数作为参数,并返回一个新函数。 - 参考引用[2]和[3]。 - 添加引用标识。 3. **装饰器示例**: - 提供一个简单的装饰器示例,比如计时器装饰器。 - 代码格式:用代码块展示Python代码。 - 解释代码。 4. **应用场景**: - 常见场景:日志记录、性能测试、权限检查、缓存等。 - 参考引用[2]提到的应用场景。 - 添加引用标识。 5. **高级用法**: - 类装饰器、带参数的装饰器。 - 参考引用[4]提到无参装饰器。 - 简要提及。 6. **总结**: - 重申装饰器的好处。 - 鼓励实践。 7. **生成相关问题**: - 在结束时添加3-5个相关问题,格式如示例。 - 相关问题示例: - 1. 如何创建带参数的装饰器? - 2. 装饰器Python框架中的常见应用? - 3. 装饰器与闭包的关系是什么? - 4. 装饰器可能遇到的陷阱有哪些? 确保语言自然、流畅、专业。 最终输出: - 回答部分。 - §§相关问题§§部分。 </think> 以下是关于Python装饰器的详细使用方法的完整解答。我将基于提供的引用资料和Python官方文档,以结构清晰的方式逐步介绍。装饰器Python的一种强大特性,允许开发者在不修改原函数代码的前提下,为其添加额外功能(如日志记录、性能测试等)。它通过函数包装器的形式实现,语法简洁优雅[^1][^2]。 ### 1. **装饰器的基本概念** 装饰器(Decorator)是一个函数或类,用于修饰其他函数或类。它接受一个函数作为输入,并返回一个新函数,从而改变原函数的行为。装饰器的核心优势是代码复用和模块化,避免重复代码。例如,一个简单的装饰器可以记录函数执行时间: - **原理**:装饰器本质上是高阶函数,利用Python的闭包特性(closure)实现。 - 参考引用[1]和[2],装饰器通过包装原函数来添加功能,而不改变其内部逻辑[^1][^2]。 ### 2. **装饰器的使用方法** #### (1) 基本语法 装饰器使用`@`符号后跟装饰器函数名,放置在函数定义前。语法格式如下: ```python @decorator_func # 装饰器应用 def my_func(): # 函数体 pass ``` 这里,`decorator_func`是装饰器函数,它会在调用`my_func`时自动执行。 #### (2) 创建装饰器的步骤 - **步骤1**: 定义一个装饰器函数,它接受一个函数作为参数(通常命名为`func`)。 - **步骤2**: 在装饰器内部定义一个包装函数(wrapper),用于添加额外逻辑(如日志、权限检查)。 - **步骤3**: 在包装函数中调用原函数,并返回包装函数。 - **示例代码**:创建一个简单的日志装饰器,记录函数调用信息。 ```python def log_decorator(func): # 定义装饰器 def wrapper(*args, **kwargs): # 包装函数 print(f"调用函数: {func.__name__}") # 添加额外操作 return func(*args, **kwargs) # 调用原函数 return wrapper @log_decorator # 应用装饰器 def say_hello(name): print(f"Hello, {name}!") # 测试 say_hello("Alice") # 输出: 调用函数: say_hello \n Hello, Alice! ``` 在这个示例中,`log_decorator`包装了`say_hello`函数,每次调用时都会打印日志。参考引用[2],这展示了装饰器如何在不修改原函数的情况下增强功能[^2]。 #### (3) 多装饰器使用 多个装饰器可以堆叠使用,按从下到上的顺序执行: ```python @decorator1 @decorator2 def my_func(): pass ``` 例如,同时添加日志和计时功能: ```python import time def time_decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): start = time.time() result = func(*args, **kwargs) end = time.time() print(f"执行时间: {end - start:.2f}秒") return result return wrapper @log_decorator @time_decorator def compute_sum(n): return sum(range(n)) compute_sum(1000000) # 输出日志和执行时间 ``` 参考引用[3],装饰器的堆叠使用体现了其灵活性和复用性[^3]。 ### 3. **装饰器的应用场景** 装饰器Python开发中非常广泛,常见应用包括: - **日志记录**:自动记录函数调用参数和结果。 - **性能测试**:测量函数执行时间,如上述`time_decorator`示例。 - **权限验证**:检查用户权限再执行函数(常见于Web框架如Flask)。 - **缓存**:缓存函数结果以提升性能(例如Python的`functools.lru_cache`)。 - **输入验证**:确保函数参数符合要求。 参考引用[2],装饰器常用于AOP(面向切面编程),将横切关注点(如日志)与业务逻辑分离[^2]。 ### 4. **高级用法** #### (1) 带参数的装饰器 装饰器本身可以接受参数,这需要定义一个返回装饰器的函数: ```python def repeat(n): # 装饰器工厂函数 def decorator(func): # 实际装饰器 def wrapper(*args, **kwargs): for _ in range(n): result = func(*args, **kwargs) return result return wrapper return decorator @repeat(3) # 应用带参数的装饰器 def greet(message): print(message) greet("Hello!") # 输出三次 "Hello!" ``` 此例中,`repeat`是一个装饰器工厂,它返回一个装饰器函数。 #### (2) 类装饰器 装饰器也可以用类实现,通过定义`__call__`方法: ```python class CountCalls: def __init__(self, func): self.func = func self.count = 0 def __call__(self, *args, **kwargs): self.count += 1 print(f"函数被调用次数: {self.count}") return self.func(*args, **kwargs) @CountCalls # 类装饰器 def example(): print("示例函数") example() # 输出调用次数 ``` 参考引用[4],类装饰器提供了更面向对象的方式管理状态[^4]。 #### (3) 内置装饰器 Python标准库提供了一些常用装饰器: - `@staticmethod` 和 `@classmethod`:定义静态方法和类方法。 - `@property`:将方法转换为属性。 - `functools.wraps`:保留原函数的元数据(如函数名),避免在装饰器中丢失。 ```python from functools import wraps def my_decorator(func): @wraps(func) # 保留原函数信息 def wrapper(*args, **kwargs): return func(*args, **kwargs) return wrapper ``` ### 5. **总结** 装饰器Python的核心特性,它通过`@`语法实现函数的动态扩展,支持代码复用和解耦。初学者应从简单装饰器入手,逐步探索带参数或类装饰器的高级用法。实践中,参考官方文档和社区资源(如Python Cookbook)能加深理解[^3][^1]。记住,装饰器的本质是函数组合,理解闭包是掌握它的关键[^4]。
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