### Python中的闭包与装饰器 #### 1. 闭包的概念及用法 在Python中，闭包是指一个函数能够记住并访问它的词法作用域，即使这个函数在其词法作用域之外被调用。闭包通常由嵌套函数组成，内部函数可以引用外部函数的局部变量[^2]。当外部函数返回内部函数时，内部函数会携带外部函数的作用域信息。 以下是一个简单的闭包示例： ```python def outer_function(x): def inner_function(y): return x + y return inner_function closure = outer_function(10) print(closure(5)) # 输出 15 ``` 在这个例子中，`inner_function` 是一个闭包，它记住了 `outer_function` 的参数 `x` 的值。 #### 2. 装饰器的概念及用法 装饰器本质上是一个接受函数作为参数并返回替代版本函数的高阶函数[^3]。装饰器通过将函数作为参数传递给另一个函数，并返回一个新的或修改过的函数来增强或修改原始函数的行为。 以下是一个简单的装饰器示例： ```python def my_decorator(func): def wrapper(): print("Something is happening before the function is called.") func() print("Something is happening after the function is called.") return wrapper @my_decorator def say_hello(): print("Hello!") say_hello() ``` 运行上述代码将输出： ``` Something is happening before the function is called. Hello! Something is happening after the function is called. ``` #### 3. 带参数的装饰器 装饰器还可以接受参数以增加灵活性。这种情况下，装饰器本身也是一个函数，返回一个真正的装饰器[^4]。 以下是一个带参数的装饰器示例： ```python def repeat(num_times): def decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): for _ in range(num_times): result = func(*args, **kwargs) return result return wrapper return decorator @repeat(num_times=3) def greet(name): print(f"Hello {name}") greet("Alice") ``` 运行上述代码将输出： ``` Hello Alice Hello Alice Hello Alice ``` #### 4. 装饰器的应用场景 装饰器常用于日志记录、性能测试、事务处理、缓存等场景。例如，使用装饰器记录函数执行时间： ```python import time def timer_decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): start_time = time.time() result = func(*args, **kwargs) end_time = time.time() print(f"{func.__name__} took {end_time - start_time:.4f} seconds to execute.") return result return wrapper @timer_decorator def compute(n): return sum(i * i for i in range(n)) compute(1000000) ``` #### 5. 注意事项 - 在定义装饰器时，通常需要使用 `functools.wraps` 来保留原函数的元信息，如名称和文档字符串。 - 如果装饰器需要支持带参数的函数，应确保其内部函数能够接受任意数量的位置参数和关键字参数[^3]。 ---