装饰器的应用场景

博客介绍了装饰器的应用场景,包括用装饰器实现函数计时器,计算函数运行时间;创建特定要求的装饰器;以及利用装饰器判断用户是否为root用户,决定其是否有添加和删除的权限。

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  • 应用一:装饰器实现一个函数计时器,可以计算出函数的运行时间
问题一:被装饰的函数有返回值
问题二:如何保留被装饰函数的函数名和帮助信息文档

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  • 应用二:创建装饰器, 要求如下:
创建add_log装饰器, 被装饰的函数打印日志信息;装饰器的功能是打印函数的日志信息
日志格式为: [字符串时间] 函数名: xxx, 运行时间:xxx, 运行返回值结果:xxx

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  • 应用三:判断用户是不是root用户,root用户可以添加和删除
判断是否为管理员root登陆,如果为root登陆,则显示相应的信息
inspect.getcallargs返回一个字典,key值:形参 value值:对应的实参

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<think>好的,用户想了解Python装饰器的常见使用场景和示例。首先,我需要回忆一下装饰器的基本概念,确保自己理解正确。装饰器本质上是一个函数,它接受另一个函数作为参数,并返回一个新的函数,这样可以动态地扩展被装饰函数的功能,而不需要修改其原始代码。 接下来,根据用户提供的引用资料,特别是引用[2]和[3],装饰器的使用场景包括日志记录、性能监控、权限校验、缓存等。我需要把这些场景具体化,给出实际的例子,让用户更容易理解。 首先,日志记录。这是装饰器最常见的应用之一,比如记录函数的执行时间和参数。例如,可以创建一个装饰器,在函数调用前后打印日志信息。这需要编写一个装饰器函数,内部定义一个包装函数,在调用原函数前后添加日志语句。 然后是性能监控,比如计算函数运行时间。这里可能需要用到time模块,记录函数开始和结束的时间,计算差值。需要注意的是,时间计算的准确性,以及如何处理可能出现的异常情况。 权限校验也是一个重要场景,比如在Web开发中检查用户是否登录。装饰器可以检查请求中是否有有效的session或cookie,如果没有则重定向到登录页面。这里可能需要结合具体的框架,比如Flask或Django,但为了通用性,可以举一个简化的例子。 缓存方面,可以使用装饰器来缓存函数的结果,避免重复计算。例如,使用functools.lru_cache,或者自己实现一个简单的缓存机制,将参数和结果存储起来,下次相同参数调用时直接返回结果。需要解释LRU缓存的概念,以及如何应用。 另外,引用[4]提到装饰器和闭包的区别,虽然用户的问题没有直接问这个,但可能在回答中提到它们的关系,比如装饰器通常使用闭包来实现,但两者的目的不同,装饰器用于扩展功能,闭包用于保存状态。 用户还要求每个示例都有代码,所以需要确保代码正确,并且用中文注释。同时,按照用户的系统级指令,数学公式要用$...$,但这个问题可能涉及不多,不过如果有涉及到算法复杂度,比如缓存的时间复杂度,可能需要用公式,比如$O(1)$。 需要检查是否有遗漏的场景,比如输入验证、重试机制、路由注册(在Web框架中)等,但根据引用资料,主要应集中在用户提到的几个常见场景。此外,要确保示例代码符合Python语法,没有错误,比如在权限校验的例子中使用模拟的检查函数。 最后,生成相关问题,参考用户给的示例,问题应围绕装饰器的其他应用、原理、与闭包的区别、注意事项等。例如,如何创建带参数的装饰器,或者装饰器的执行顺序问题。 现在开始组织回答,先概述装饰器的概念,然后分点列出场景,每个场景一个示例代码,并解释代码的作用。最后附上相关问题。需要确保引用标记正确,比如在引用日志记录时加上[^2],性能监控引用[^3]等。</think>### Python装饰器的常见使用场景及示例 装饰器是Python中用于动态扩展函数/类功能的语法糖,通过`@decorator`语法在不修改原代码的前提下添加新功能。以下是5个典型应用场景及代码示例: --- #### 1. 日志记录(函数行为追踪) ```python def log_decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): print(f"[LOG] 开始执行: {func.__name__},参数: {args} {kwargs}") result = func(*args, **kwargs) print(f"[LOG] 执行完成: {func.__name__}") return result return wrapper @log_decorator def calculate_sum(a, b): return a + b # 调用示例 calculate_sum(3, b=5) # 输出执行日志 ``` **作用**:自动记录函数调用细节,用于调试和审计[^2] --- #### 2. 性能监控(耗时分析) ```python import time def timeit_decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): start_time = time.perf_counter() result = func(*args, **kwargs) elapsed = time.perf_counter() - start_time print(f"耗时 {elapsed:.6f} 秒") return result return wrapper @timeit_decorator def process_data(data_size): return sum(range(data_size)) # 调用示例 process_data(1000000) # 输出执行时间 ``` **应用场景**:性能调优时定位耗时操作 --- #### 3. 权限校验(访问控制) ```python def login_required(func): def wrapper(user, *args, **kwargs): if not user.is_authenticated: raise PermissionError("需要登录后访问") return func(user, *args, **kwargs) return wrapper class User: def __init__(self, auth): self.is_authenticated = auth @login_required def view_profile(user): print("显示用户个人资料") # 调用示例 guest = User(auth=False) view_profile(guest) # 触发权限异常 ``` **典型应用**:Web框架中的路由保护 --- #### 4. 缓存加速(避免重复计算) ```python from functools import lru_cache @lru_cache(maxsize=128) def fibonacci(n): if n < 2: return n return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2) # 调用示例 print(fibonacci(50)) # 递归计算但自动缓存结果 ``` **优势**:将时间复杂度从$O(2^n)$降低到$O(n)$ --- #### 5. 错误重试(容错处理) ```python import random from time import sleep def retry(max_attempts=3, delay=1): def decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): for attempt in range(max_attempts): try: return func(*args, **kwargs) except Exception as e: print(f"尝试 {attempt+1} 次失败: {str(e)}") sleep(delay) raise Exception("所有重试均失败") return wrapper return decorator @retry(max_attempts=5, delay=2) def unstable_api_call(): if random.random() < 0.8: # 模拟80%失败率 raise ConnectionError("API请求失败") return "成功" # 调用示例 print(unstable_api_call()) ``` **适用场景**:网络请求、数据库操作等非确定性操作 --- ###
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