**Python修飾函數：代碼的優雅之道**

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Python修飾函數是一種強大的編程技巧，它可以在不改變原函數代碼的情況下，為函數添加額外的功能。通過使用修飾器，我們能夠在不破壞函數原有邏輯的基礎上，增加一些通用的功能，如日志記錄、性能分析、緩存等。這使得我們的代碼更加優雅和可維護。

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## 什么是修飾函數？

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修飾函數是一種Python語法糖，它允許我們在定義函數時，通過使用@修飾器名的方式，將修飾器應用到函數上。修飾器本質上是一個函數，它接受一個函數作為參數，并返回一個新的函數。這個新函數具有額外的功能，但仍然可以調用原函數。

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## 如何編寫一個修飾器？

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編寫一個修飾器非常簡單，只需要定義一個函數，接受一個函數作為參數，并在內部定義一個新函數來實現額外的功能。下面是一個示例：

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`python

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def decorator(func):

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def wrapper(*args, **kwargs):

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# 添加額外的功能

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# ...

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return func(*args, **kwargs)

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return wrapper

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在這個示例中，decorator是一個修飾器函數，它接受一個函數func作為參數，并返回一個新的函數wrapper。wrapper函數在調用原函數之前或之后，可以執行一些額外的操作。

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## 修飾器的應用場景

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### 日志記錄

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日志記錄是一個常見的應用場景，它可以幫助我們追蹤程序的執行過程，方便調試和問題排查。我們可以編寫一個修飾器來自動記錄函數的調用信息，如下所示：

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`python

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def log_decorator(func):

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def wrapper(*args, **kwargs):

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print(f"Calling function: {func.__name__}")

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result = func(*args, **kwargs)

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print(f"Function {func.__name__} executed")

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return result

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return wrapper

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使用這個修飾器，我們可以輕松地為任何函數添加日志記錄功能：

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`python

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@log_decorator

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def add(a, b):

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return a + b

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result = add(2, 3)

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# 輸出：

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# Calling function: add

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# Function add executed

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### 緩存

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對于一些計算量較大的函數，我們可以使用緩存來提高性能。我們可以編寫一個修飾器來自動緩存函數的計算結果，避免重復計算，如下所示：

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`python

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def cache_decorator(func):

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cache = {}

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def wrapper(*args, **kwargs):

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key = (args, tuple(kwargs.items()))

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if key not in cache:

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cache[key] = func(*args, **kwargs)

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return cache[key]

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return wrapper

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使用這個修飾器，我們可以方便地為任何函數添加緩存功能：

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`python

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@cache_decorator

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def fibonacci(n):

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if n < 2:

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return n

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else:

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return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

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## 修飾器的注意事項

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在使用修飾器時，我們需要注意以下幾點：

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### 保留原函數的元信息

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使用修飾器后，原函數的元信息（如函數名、文檔字符串）會被修飾器函數的元信息所替代。為了保留原函數的元信息，我們可以使用functools.wraps裝飾器，如下所示：

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`python

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import functools

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def decorator(func):

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@functools.wraps(func)

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def wrapper(*args, **kwargs):

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# 添加額外的功能

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# ...

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return func(*args, **kwargs)

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return wrapper

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### 處理函數參數

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修飾器函數的參數可以是任意類型，但通常我們會使用*args和**kwargs來接收任意數量的位置參數和關鍵字參數。這樣，在定義修飾器時，就可以適用于任何函數。

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### 多個修飾器的順序

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當一個函數被多個修飾器修飾時，修飾器的調用順序與它們在函數定義時的順序相反。也就是說，最后一個修飾器最先被調用，最先定義的修飾器最后被調用。

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Python修飾函數是一種強大的編程技巧，它可以為函數添加額外的功能，同時保持代碼的優雅和可維護性。我們可以使用修飾器來實現日志記錄、性能分析、緩存等功能。在使用修飾器時，我們需要注意保留原函數的元信息、處理函數參數以及處理多個修飾器的順序。通過合理使用修飾器，我們可以提高代碼的復用性和可讀性，使我們的程序更加高效和健壯。

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