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wzjs 2025/8/4 10:24:27

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🧩 Python小练习系列 Vol.13：用装饰器记录函数执行时间

本节是 Python 小练习系列的一个子题，带你理解并动手写出一个能实用、可拓展的装饰器。

🎯 练习目标

理解 Python 装饰器（Decorator）的工作原理；
学会使用 @ 装饰器语法糖；
编写一个记录函数运行时间的装饰器；
掌握 functools.wraps 的正确使用方式；
探索装饰器进阶应用场景。

🧠 一分钟理解什么是装饰器

“不改原函数的代码，就能给它增加功能？”

是的！装饰器是 Python 中的一种语法糖，它其实是一个返回函数的函数。装饰器常用于日志记录、权限验证、性能统计、缓存等场景。

举个例子：

def greet():print("Hello!")# 给 greet 函数加个装饰器：
def shout_decorator(func):def wrapper():print("Before call!")func()print("After call!")return wrappergreet = shout_decorator(greet)
greet()

输出：

Before call!
Hello!
After call!

换成语法糖的写法就是：

@shout_decorator
def greet():print("Hello!")

💡 我们的练习：计时装饰器 `@timeit`

目标功能：

用 @timeit 装饰任意函数；
执行前记录函数名；
执行后打印运行时间（精确到毫秒）；
返回原函数的执行结果。

🔧 步骤 1：基础版装饰器

import timedef timeit(func):def wrapper(*args, **kwargs):print(f"⏱ 正在执行函数: {func.__name__}")start = time.time()result = func(*args, **kwargs)end = time.time()print(f"✅ 函数 {func.__name__} 执行完成，用时 {end - start:.4f} 秒")return resultreturn wrapper

用法示例：

@timeit
def add(a, b):time.sleep(0.5)return a + bprint(add(10, 20))

输出：

⏱ 正在执行函数: add
✅ 函数 add 执行完成，用时 0.5003 秒
30

⚠️ 步骤 2：加入 `functools.wraps` 避免元信息丢失

import functoolsdef timeit(func):@functools.wraps(func)def wrapper(*args, **kwargs):print(f"⏱ 正在执行函数: {func.__name__}")start = time.time()result = func(*args, **kwargs)end = time.time()print(f"✅ 函数 {func.__name__} 执行完成，用时 {end - start:.4f} 秒")return resultreturn wrapper

🧪 步骤 3：再测几个函数

@timeit
def multiply(a, b):time.sleep(0.8)return a * b@timeit
def say_hello(name):print(f"Hello, {name}!")multiply(3, 4)
say_hello("Python")

🚀 进阶挑战（可选）

1. 参数化装饰器（带参数的装饰器）

def timeit(verbose=True):def decorator(func):@functools.wraps(func)def wrapper(*args, **kwargs):if verbose:print(f"⏱ 正在执行函数: {func.__name__}")start = time.time()result = func(*args, **kwargs)end = time.time()if verbose:print(f"✅ 函数 {func.__name__} 执行完成，用时 {end - start:.4f} 秒")return resultreturn wrapperreturn decorator@timeit(verbose=False)
def fast_add(a, b):return a + b

2. 装饰异步函数（使用 `asyncio`）

import asynciodef async_timeit(func):@functools.wraps(func)async def wrapper(*args, **kwargs):start = time.time()result = await func(*args, **kwargs)end = time.time()print(f"✅ 异步函数 {func.__name__} 执行完成，用时 {end - start:.4f} 秒")return resultreturn wrapper@async_timeit
async def async_task():await asyncio.sleep(1)asyncio.run(async_task())

📌 总结

技能点	说明
`@装饰器`	增强函数功能的利器
`args, *kwargs`	保证适配各种函数参数
`functools.wraps`	保持原函数元信息
参数化装饰器	更加灵活的扩展方式
异步函数装饰器	用于 `async def` 函数的异步装饰器