面试题：Python装饰器嵌套中的元数据保留与复杂逻辑

import functools
import tracemalloc


def cache_decorator(func):
    cache = {}

    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        key = (args, tuple(sorted(kwargs.items())))
        if key in cache:
            return cache[key]
        result = func(*args, **kwargs)
        cache[key] = result
        return result

    return wrapper


def error_handling_decorator(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        try:
            return func(*args, **kwargs)
        except ZeroDivisionError:
            return "捕获到除零错误，返回特定值"

    return wrapper


def performance_monitor_decorator(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        tracemalloc.start()
        result = func(*args, **kwargs)
        current, peak = tracemalloc.get_traced_memory()
        tracemalloc.stop()
        print(f"函数 {func.__name__} 执行时占用的内存峰值: {peak} 字节")
        return result

    return wrapper


# 假设存在复杂函数
def complex_function(*args, **kwargs):
    """这是一个复杂函数的文档字符串"""
    # 这里是复杂的循环和条件判断逻辑示例
    total = 0
    for arg in args:
        if isinstance(arg, int):
            total += arg
    for value in kwargs.values():
        if isinstance(value, int):
            total += value
    return total


# 以正确顺序嵌套装饰器
complex_function = cache_decorator(error_handling_decorator(performance_monitor_decorator(complex_function)))

解释

cache_decorator:
- 使用字典cache来存储函数的计算结果。
- functools.wraps用于保留原函数的元数据，如函数名和文档字符串。
- 将位置参数args和关键字参数kwargs组成一个唯一的键key，如果key在cache中，直接返回缓存的结果；否则，调用原函数计算结果并缓存。
error_handling_decorator:
- 使用try - except块捕获ZeroDivisionError异常。
- functools.wraps保留原函数元数据。
- 如果捕获到ZeroDivisionError，返回特定值；否则，正常返回原函数的执行结果。
performance_monitor_decorator:
- 使用tracemalloc模块来获取函数执行时占用的内存峰值。
- functools.wraps保留原函数元数据。
- 启动tracemalloc，调用原函数，获取当前内存和峰值内存，停止tracemalloc，并打印内存峰值，最后返回原函数执行结果。
装饰器嵌套顺序：
- 这里将cache_decorator放在最外层，error_handling_decorator在中间，performance_monitor_decorator在最内层。这样的顺序确保了先进行性能监控，然后处理异常，最后缓存结果，且各装饰器功能互不干扰。同时，functools.wraps保证了原函数的元数据在装饰后依然保留。

面试题：Python装饰器嵌套中的元数据保留与复杂逻辑

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