面试题：Python中装饰器的基本应用

Question

请编写一个简单的Python装饰器，用于打印被装饰函数的执行时间。要求给出完整的代码实现，并解释装饰器的工作原理。

Answer 1

import time


def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"函数 {func.__name__} 执行时间: {end_time - start_time} 秒")
        return result

    return wrapper


@timer
def test_function():
    time.sleep(2)
    print("函数执行中...")


test_function()

装饰器工作原理解释

1. 定义装饰器函数：timer 是一个装饰器函数，它接受一个函数 func 作为参数。
2. 定义内部包装函数：在 timer 函数内部定义了 wrapper 函数。这个函数接受任意位置参数 *args 和关键字参数 **kwargs，这使得它可以适配任何参数形式的被装饰函数。
3. 记录开始时间：在调用被装饰函数 func 之前，使用 time.time() 记录当前时间，作为函数执行的开始时间 start_time。
4. 调用被装饰函数：执行 func(*args, **kwargs) 调用被装饰的函数，并将结果保存到 result 中。
5. 记录结束时间：在被装饰函数执行完毕后，再次使用 time.time() 记录时间，作为函数执行的结束时间 end_time。
6. 打印执行时间：计算并打印被装饰函数的执行时间 end_time - start_time。
7. 返回结果：返回被装饰函数的执行结果 result，这样被装饰函数的原有功能不会受到影响。
8. 应用装饰器：使用 @timer 语法糖将 timer 装饰器应用到 test_function 函数上，这等价于 test_function = timer(test_function)。当调用 test_function 时，实际上调用的是 wrapper 函数，从而实现了在执行函数前后记录时间并打印的功能。