如何在Python中定义和使用装饰器函数？

装饰器（Decorator）是Python中一种特殊的函数，用于修改或增强其他函数的功能。装饰器可以在不修改原函数代码的前提下，增加新的功能或行为，例如：日志记录、性能计时、输入参数检查、缓存等。在Python中，装饰器是一种高阶函数（Higher-order function），它接收一个函数作为参数，并返回一个新的函数。

在Python中，装饰器可以使用@语法糖来调用。例如：

@decorator_function
def my_function():
    # function body

其中，decorator_function就是装饰器函数的名称，my_function是需要被装饰的函数名。装饰器会把my_function作为参数传递给decorator_function，并返回一个新的函数。这个新的函数就是经过装饰之后的my_function，它具有了原函数的功能和额外的特性。

下面是一个简单的装饰器示例，用于记录函数执行时间：

import time

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"{func.__name__} takes {end_time - start_time:.2f} seconds to run")
        return result
    return wrapper

@timer
def my_function():
    # function body

在上面的代码中，timer是装饰器函数，它接收一个函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。wrapper函数用于记录被装饰函数的执行时间，并在函数执行完毕后打印执行时间。通过在my_function前添加@timer，即可将my_function装饰器装饰，并在函数执行时记录执行时间。

除了使用@语法糖外，还可以通过以下方式来调用装饰器：

def my_function():
    # function body
    
decorated_function = timer(my_function)

在上面的代码中，将my_function作为参数传递给timer函数，返回一个新的decorated_function。这个decorated_function就是经过装饰后的函数，它具有了原函数的功能和装饰器的特性。

装饰器也可以使用多个，它们可以可以嵌套使用。例如，下面的示例演示了如何通过两个装饰器修饰函数：

def logger(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('Logging:', func.__name__)
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"{func.__name__} takes {end_time - start_time:.2f} seconds to run")
        return result
    return wrapper

@logger
@timer
def my_function():
    # function body

在上面的代码中，使用@timer和@logger两个装饰器修饰my_function函数，它们的执行顺序是从上到下。也就是说，先执行@timer装饰器，再执行@logger装饰器。

总结来说，装饰器是Python中一种很方便的语法糖，它可以在不修改原函数代码的前提下，增加新的功能或行为。通过@语法糖或函数调用的方式，可以轻松地将装饰器应用到函数上，实现装饰器的功能。