Python中的装饰器函数是什么，如何使用它们？

在Python中，装饰器函数是一种特殊的函数，用于修改其他函数的行为。装饰器函数接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数，它可以扩展或修改传入的函数的功能。

装饰器函数通常用于在代码中添加公共的功能，例如日志记录、计时、输入验证等，而无需修改原函数的定义。装饰器函数提供了一种简洁的方式来实现代码的重复使用，提高了代码的可读性和可维护性。

装饰器函数的使用方法分为两个步骤：

1. 定义装饰器函数：装饰器函数定义为一个普通的函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。例如，下面是一个简单的装饰器函数，用于在函数执行之前打印一条日志：

def log_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("Calling function: {}".format(func.__name__))
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

2. 应用装饰器函数：应用装饰器函数的方法有两种，一种是使用语法糖@直接将装饰器函数应用到目标函数上，另一种是手动调用装饰器函数，并将目标函数作为参数传入。

- 使用语法糖：

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

result = add(2, 3)  # 输出：Calling function: add
                    #      5

在上面的例子中，log_decorator装饰器函数被应用到add函数上，当调用add函数时，会先执行log_decorator装饰器函数中的代码，然后再执行add函数本身的代码。

- 手动调用：

def sub(a, b):
    return a - b

sub = log_decorator(sub)
result = sub(5, 2)  # 输出：Calling function: sub
                    #      3

在这个例子中，log_decorator装饰器函数被手动调用，并且将sub函数作为参数传入。调用sub函数时，会先执行log_decorator装饰器函数中的代码，然后再执行sub函数本身的代码。

使用装饰器函数的好处是，它可以不改变原有函数的定义，且可以在不同的函数上多次应用同一个装饰器函数。此外，装饰器函数还可以接收参数，从而实现不同的功能变体。

例如，在上面的log_decorator装饰器函数中，可以添加一个参数来指定日志的级别，以实现不同粒度的日志记录。这样，可以在应用装饰器时，根据需要选择不同的日志级别。

def log_decorator(level='info'):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            print("[{}] Calling function: {}".format(level, func.__name__))
            return func(*args, **kwargs)
        return wrapper
    return decorator

@log_decorator(level='warning')
def add(a, b):
    return a + b

result = add(2, 3)  # 输出：[warning] Calling function: add
                    #      5