Python中的装饰器模式及其使用示例

装饰器模式是一种结构型设计模式，它允许在运行时动态地给一个对象添加额外的功能，同时又不需要对它进行特定的修改。

在Python中，装饰器是通过函数来实现的，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。装饰器函数内部通常会定义一个闭包函数，用于在原始函数调用前后添加额外的逻辑。

以下是一个使用装饰器模式的示例：

def log_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"正在调用函数: {func.__name__}")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"函数调用结束: {func.__name__}")
        return result
    return wrapper

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

@log_decorator
def subtract(a, b):
    return a - b

result1 = add(3, 5)
print(f"结果: {result1}")

result2 = subtract(10, 7)
print(f"结果: {result2}")

在上述示例中，我们定义了一个装饰器函数log_decorator，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。wrapper函数在调用原始函数之前会打印函数名，并在调用结束后再次打印函数名。我们将装饰器应用到add和subtract函数上，并分别调用它们，然后打印结果。

输出结果如下：

正在调用函数: add
函数调用结束: add
结果: 8
正在调用函数: subtract
函数调用结束: subtract
结果: 3

可以看到，装饰器成功地在函数调用前后添加了额外的逻辑，而不需要修改原始函数的定义。

装饰器模式在实际开发中有广泛的应用场景，它可以用于添加日志记录、性能分析、权限验证等功能。通过装饰器，我们可以将这些额外的功能与原始函数分开，使得代码更加清晰、可维护。此外，由于装饰器是函数，它可以接受参数，可以根据实际需求进行灵活的配置和使用。

除了使用函数作为装饰器外，Python还支持使用类作为装饰器，这种方式更加灵活，可以实现更复杂的装饰器行为。但无论是函数还是类作为装饰器，它们的核心思想都是通过包装原始函数，实现对原始函数的扩展。