Python中的装饰器函数：为已有函数添加功能

装饰器函数是Python中的一种高级特性，它允许我们在不改变已有函数的情况下，为其添加额外的功能。装饰器函数通常用于完成一些通用任务，如日志记录、权限验证、缓存等。下面将详细介绍Python中的装饰器函数。

装饰器函数的基本结构如下所示：

def decorator_function(original_function):
    def wrapper_function(*args, **kwargs):
        # 添加额外的功能
        return original_function(*args, **kwargs)
    return wrapper_function

在这个结构中，decorator_function是装饰器函数的名称，original_function是被装饰的原始函数。装饰器函数内部定义了一个内部函数wrapper_function，用来添加额外的功能。最后，装饰器函数返回内部函数wrapper_function。

例如，我们想要给一个函数打印执行时间的功能，可以使用装饰器函数来实现：

import time

def timer_decorator(original_function):
    def wrapper_function(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = original_function(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print('执行时间：{}秒'.format(end_time - start_time))
        return result
    return wrapper_function

@timer_decorator
def some_function():
    time.sleep(2)

some_function()

在上述例子中，timer_decorator是装饰器函数的名称。它接受一个参数original_function，即被装饰的函数。内部定义了一个wrapper_function，该函数在调用被装饰的函数之前记录了当前时间，然后再调用被装饰的函数，并记录执行结束时的时间。最后，打印出执行时间。最后一行代码通过使用@符号将装饰器函数timer_decorator应用到some_function函数上。

装饰器函数可以被多次调用，可以同时应用多个装饰器。例如，我们可以通过定义一个debug装饰器函数来打印函数的参数及返回值：

def debug_decorator(original_function):
    def wrapper_function(*args, **kwargs):
        print('参数：', args, kwargs)
        result = original_function(*args, **kwargs)
        print('返回值：', result)
        return result
    return wrapper_function

@timer_decorator
@debug_decorator
def some_function():
    time.sleep(2)
    return 42

some_function()

在上述例子中，将debug_decorator和timer_decorator同时应用到some_function上。当调用some_function时，首先会执行debug_decorator装饰器函数，打印出参数及返回值，然后再执行timer_decorator装饰器函数，打印出执行时间。这样，通过装饰器函数，我们可以很方便地扩展原始函数的功能，提高代码的可重用性和可维护性。

装饰器函数还有很多其他的应用场景，如缓存计算结果、权限验证、日志记录等等。它们可以大大简化代码，提高代码的可读性和可维护性。在编写Python代码时，我们应该积极使用装饰器函数，合理利用其优势。