面试题：Python函数信息传递与闭包、装饰器的关系探讨

Python函数信息传递机制在闭包和装饰器中的作用原理

闭包中的信息传递与状态保存：
- 在Python中，当一个内部函数在其定义环境之外被调用时，就形成了闭包。闭包可以访问其定义时所在的外部函数的局部变量，即使外部函数已经返回。这是因为内部函数保存了对外部函数作用域的引用。
- 例如：

def outer_function(x):
    def inner_function(y):
        return x + y
    return inner_function
closure = outer_function(10)
result = closure(5)
print(result)

在上述代码中，inner_function形成了闭包。inner_function可以访问并使用outer_function中的变量x，即使outer_function已经执行完毕返回。这里的信息传递是通过inner_function对outer_function作用域的引用实现的，x的值被“保存”在闭包中，使得inner_function在后续调用时能够使用这个值，从而保存了一种状态。

装饰器中的函数信息传递：
- 装饰器本质上是一个函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。装饰器利用了Python中函数是一等公民的特性，即函数可以像其他数据类型一样被传递、赋值和返回。
- 装饰器对被装饰函数参数和返回值的处理是通过在装饰器内部定义一个新的函数来实现的。这个新函数可以在调用被装饰函数之前和之后执行一些额外的代码，从而实现对参数和返回值的处理。
- 例如日志记录装饰器：

import functools


def log_decorator(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"Calling function {func.__name__} with args: {args} and kwargs: {kwargs}")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"Function {func.__name__} returned: {result}")
        return result

    return wrapper


@log_decorator
def add_numbers(a, b):
    return a + b


result = add_numbers(3, 5)

在上述代码中，log_decorator是一个装饰器。它接受add_numbers函数作为参数，在wrapper函数中，通过*args和**kwargs收集add_numbers函数的参数，然后在调用add_numbers函数之前打印参数信息，调用之后打印返回值信息。这里利用了函数信息传递，将add_numbers函数及其参数传递到装饰器内部的wrapper函数中进行处理，实现了对被装饰函数参数和返回值的处理。同时，functools.wraps(func)用于保留被装饰函数的元信息，如函数名、文档字符串等，这也是函数信息传递的一部分，确保被装饰函数在使用上尽量保持与原始函数一致的特性。

面试题：Python函数信息传递与闭包、装饰器的关系探讨

知识考点

面试题答案

Python函数信息传递机制在闭包和装饰器中的作用原理