Python3 【装饰器】水平考试和答案

本试卷包含选择题 15 题、填空题 10 题和编程题 5 题，共计 30 道题，满分 100 分。每道题后附有正确答案和解析。

选择题（每题2分，共30分）

装饰器的本质是什么？
A. 类
B. 函数
C. 模块
D. 变量
答案：B
解析：装饰器本质上是函数，用于修改或扩展其他函数的行为。
以下哪个符号用于装饰器语法？
A. #
B. @
C. $
D. &
答案：B
解析：@ 符号用于装饰器语法。
以下代码的输出是什么？
```
python">def decorator(func):def wrapper():print("装饰器逻辑")func()return wrapper@decorator
def my_function():print("函数逻辑")my_function()
```
A. 装饰器逻辑
B. 函数逻辑
C. 装饰器逻辑函数逻辑
D. 无输出
答案：C
解析：装饰器会先执行 wrapper 中的逻辑，再调用原函数。
以下哪个函数可以保留被装饰函数的元信息？
A. functools.wraps
B. functools.partial
C. functools.reduce
D. functools.lru_cache
答案：A
解析：functools.wraps 用于保留被装饰函数的元信息。

以下代码的输出是什么？

python">def decorator(func):def wrapper(*args, **kwargs):return func(*args, **kwargs) + 1return wrapper@decorator
def add(a, b):return a + bprint(add(2, 3))

A. 5
B. 6
C. 7
D. 8
答案：B
解析：装饰器对函数结果进行了加1操作。

以下哪个场景适合使用装饰器？
A. 计算两个数的和
B. 记录函数的执行时间
C. 定义类属性
D. 创建列表
答案：B
解析：装饰器常用于记录日志、性能测试等场景。
以下代码的输出是什么？
```
python">def decorator(func):def wrapper():print("装饰器逻辑")return wrapper@decorator
def my_function():print("函数逻辑")my_function()
```
A. 装饰器逻辑
B. 函数逻辑
C. 装饰器逻辑函数逻辑
D. 无输出
答案：A
解析：装饰器中未调用原函数，因此只执行了 wrapper 的逻辑。
以下哪个装饰器可以缓存函数的结果？
A. @functools.lru_cache
B. @functools.wraps
C. @staticmethod
D. @property
答案：A
解析：@functools.lru_cache 用于缓存函数的结果。

以下代码的输出是什么？

python">def decorator(func):def wrapper():return func().upper()return wrapper@decorator
def greet():return "hello"print(greet())

A. hello
B. HELLO
C. Hello
D. 无输出
答案：B
解析：装饰器将函数返回值转换为大写。

以下哪个装饰器用于限制函数调用频率？
A. @rate_limit
B. @cache
C. @retry
D. @log
答案：A
解析：@rate_limit 用于限制函数调用频率。
以下代码的输出是什么？
```
python">def decorator(func):def wrapper():return func() + " world"return wrapper@decorator
def greet():return "hello"print(greet())
```
A. hello
B. world
C. hello world
D. 无输出
答案：C
解析：装饰器在函数返回值后添加了 " world"。
以下哪个装饰器用于将方法定义为类方法？
A. @staticmethod
B. @classmethod
C. @property
D. @abstractmethod
答案：B
解析：@classmethod 用于定义类方法。

以下代码的输出是什么？

python">def decorator(func):def wrapper():return func() * 2return wrapper@decorator
def get_value():return 5print(get_value())

A. 5
B. 10
C. 25
D. 无输出
答案：B
解析：装饰器将函数返回值乘以2。

以下哪个装饰器用于将方法定义为静态方法？
A. @staticmethod
B. @classmethod
C. @property
D. @abstractmethod
答案：A
解析：@staticmethod 用于定义静态方法。

以下代码的输出是什么？

python">def decorator(func):def wrapper():return func() + 10return wrapper@decorator
def get_value():return 5print(get_value())

A. 5
B. 10
C. 15
D. 无输出
答案：C
解析：装饰器在函数返回值后加了10。

填空题（每题3分，共30分）

装饰器的本质是一个______。
答案：函数
使用 @ 符号调用装饰器时，装饰器函数必须返回一个______。
答案：函数
functools.wraps 的作用是保留被装饰函数的______。
答案：元信息

以下代码的输出是______。

python">def decorator(func):def wrapper():return func() + 1return wrapper@decorator
def get_value():return 5print(get_value())

答案：6

以下代码的输出是______。

python">def decorator(func):def wrapper():return func().upper()return wrapper@decorator
def greet():return "hello"print(greet())

答案：HELLO

以下代码的输出是______。

python">def decorator(func):def wrapper():return func() * 2return wrapper@decorator
def get_value():return 3print(get_value())

答案：6

以下代码的输出是______。

python">def decorator(func):def wrapper():return func() + " world"return wrapper@decorator
def greet():return "hello"print(greet())

答案：hello world

以下代码的输出是______。

python">def decorator(func):def wrapper():return func() + 10return wrapper@decorator
def get_value():return 5print(get_value())

答案：15

以下代码的输出是______。

python">def decorator(func):def wrapper():return func() + 1return wrapper@decorator
def get_value():return 5print(get_value())

答案：6

以下代码的输出是______。

python">def decorator(func):
def wrapper(*args):return func(*args).upper()
return wrapper@decorator
def greet(username):return "hello" + ' ' + username + '!'print(greet("roger"))

答案：HELLO ROGER!

编程题（每题8分，共40分）

编写一个装饰器，记录函数的执行时间并打印。
答案：

python">import timedef timer_decorator(func):def wrapper(*args, **kwargs):start_time = time.time()result = func(*args, **kwargs)end_time = time.time()print(f"{func.__name__} 执行时间: {end_time - start_time:.4f}秒")return resultreturn wrapper@timer_decorator
def my_function():time.sleep(2)my_function()

编写一个装饰器，缓存函数的结果以避免重复计算。
答案：

python">def cache_decorator(func):cache = {}def wrapper(*args):if args in cache:return cache[args]result = func(*args)cache[args] = resultreturn resultreturn wrapper@cache_decorator
def fibonacci(n):if n < 2:return nreturn fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)print(fibonacci(10))

编写一个装饰器，限制函数的调用频率（例如每秒最多调用一次）。
答案：

python">import timedef rate_limit_decorator(max_calls, period):calls = []def decorator(func):def wrapper(*args, **kwargs):now = time.time()calls.append(now)calls[:] = [call for call in calls if now - call < period]if len(calls) > max_calls:raise Exception("调用频率过高")return func(*args, **kwargs)return wrapperreturn decorator@rate_limit_decorator(max_calls=1, period=1)
def my_function():print("函数调用")my_function()

编写一个装饰器，实现函数的重试机制（例如失败后重试3次）。
答案：

python">import randomdef retry_decorator(max_retries=3):def decorator(func):def wrapper(*args, **kwargs):for i in range(max_retries):try:return func(*args, **kwargs)except Exception as e:print(f"重试 {i+1}/{max_retries}: {e}")raise Exception("重试次数用尽")return wrapperreturn decorator@retry_decorator(max_retries=3)
def unstable_function():if random.random() < 0.5:raise Exception("随机失败")return "成功"print(unstable_function())

编写一个装饰器，将函数的返回值格式化为 JSON 字符串。
答案：

python">import jsondef json_decorator(func):def wrapper(*args, **kwargs):result = func(*args, **kwargs)return json.dumps(result)return wrapper@json_decorator
def my_function():return {"name": "Alice", "age": 30}print(my_function())