Python高级编程：掌握装饰器、上下文管理器等技巧

Python是一门高级编程语言，在开发过程中可以运用一些高级技巧来提高效率和代码质量。其中，装饰器和上下文管理器是两个非常重要的技术，掌握它们能够帮助我们更好地编写Python代码。

1. 装饰器

装饰器是一种Python编程语言的语法，它允许我们动态地修改函数或类的功能。用一个装饰器可以改变函数的行为，而不需要改变函数本身的代码。装饰器通常被用于添加日志、计时、性能测试、权限控制等功能。

1.1 简单的装饰器示例

下面我们来看一个简单的装饰器示例，它可以计算函数的执行时间：

```python
import time

def timeit(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print('函数耗时：%f 秒' % (end - start))
        return result
    return wrapper

@timeit
def test():
    time.sleep(2)

test()
```

运行结果：

```
函数耗时：2.000136 秒
```

上面代码中的@timeit就是一个装饰器，它会把test函数传进去计时，并返回计时器函数wrapper，@timeit的作用就相当于执行了下面的语句：

```python
test = timeit(test)
```

1.2 带参数的装饰器

有时候我们需要给装饰器传一些参数，下面是一个带参数的装饰器示例：

```python
import time

def repeat(n):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            for i in range(n):
                result = func(*args, **kwargs)
            return result
        return wrapper
    return decorator

@repeat(n=3)
def hello(name):
    print('Hello %s!' % name)
    return name

print(hello('world'))
```

运行结果：

```
Hello world!
Hello world!
Hello world!
world
```

上面代码中的@repeat(n=3)就是一个带参数的装饰器，它会把hello函数传进去，然后把hello函数重复调用n次。

2. 上下文管理器

上下文管理器是另一个Python编程中非常重要的技术，它可以帮助我们更好地管理资源。比如，我们打开一个文件，使用完毕后要关闭它，这就是典型的资源管理问题。如果我们忘记关闭文件，那么会导致文件句柄泄漏，造成文件系统资源的浪费。

2.1 with语句

Python中的with语句可以帮助我们更好地管理资源，没有了with语句，我们需要手动关闭文件：

```python
f = open('file.txt', 'r')
try:
    content = f.read()
finally:
    f.close()
```

使用with语句则可以更简单、更安全地处理资源：

```python
with open('file.txt', 'r') as f:
    content = f.read()
```

with语句会在代码块结束后自动调用close方法，即使发生了异常也会调用。

2.2 实现自己的上下文管理器

我们也可以自己实现上下文管理器，下面是一个简单的上下文管理器示例：

```python
class MyContextManager:
    def __enter__(self):
        print('进入上下文管理器')
        return self
    
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print('退出上下文管理器')
        if exc_type:
            print('发生了异常：%s' % exc_type)
        return True

with MyContextManager() as cm:
    print('在上下文管理器内部')
    a = 1 / 0
    
print('上下文管理器外部')
```

运行结果：

```
进入上下文管理器
在上下文管理器内部
退出上下文管理器
发生了异常：
上下文管理器外部
```

上面代码中的MyContextManager是一个自定义的上下文管理器，它实现了__enter__和__exit__方法。在with语句中，我们使用MyContextManager()来创建上下文管理器，然后在代码块中执行一些操作。当代码块结束时，with语句会自动调用__exit__方法，我们可以在这个方法中做一些清理工作。

总结

在Python编程中，装饰器和上下文管理器是两个非常实用和重要的技术，它们使我们可以更好地编写Python代码，并提高代码的效率和可读性。使用装饰器可以对函数和类进行动态修改，而使用上下文管理器可以更好地管理资源，避免资源泄漏等问题。