利用装饰器实现函数的增强功能

装饰器是Python中一种高级的编程技术，可以用来增强函数的功能而不改变原函数的代码。通过装饰器，我们可以在函数执行前后做一些额外的操作，比如计时、打印日志、权限验证等。

装饰器是一个函数，它接受一个函数作为输入并返回一个新的函数。在Python中，装饰器使用@符号在函数定义前进行标记，并在函数定义后的下一行放置装饰器函数。

下面我们一起来实现一个简单的装饰器，用来计算函数的执行时间。

import time

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"函数 {func.__name__} 执行时间为：{end_time - start_time} 秒")
        return result
    return wrapper

@timer
def test():
    time.sleep(2)

test()

在上面的例子中，timer装饰器函数接受一个函数作为输入，并返回一个新的函数wrapper。wrapper函数在执行被装饰的函数前会先记录开始时间，执行完函数后记录结束时间，并计算二者的差值，然后打印出执行时间。最后返回原函数的返回值。

通过在test函数定义前加上@timer，我们将test函数传递给timer函数，得到一个新的函数，相当于执行了test = timer(test)。这样，当我们调用test函数时，其实调用的是通过装饰器增强过的wrapper函数。

除了计算执行时间，我们还可以使用装饰器实现其他功能，比如打印函数参数和返回值，添加缓存机制等等。下面是一个实现打印函数参数和返回值的装饰器示例。

def log(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"函数 {func.__name__} 被调用，参数为: {args}, {kwargs}")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"函数 {func.__name__} 的返回值为: {result}")
        return result
    return wrapper

@log
def greeting(name):
    return f"Hello, {name}!"

greeting("Alice")

在这个例子中，log装饰器定义了一个wrapper函数，在执行被装饰的函数前先打印函数的参数，然后再执行函数。执行完函数后再打印函数的返回值。这样我们就可以在调用greeting函数时打印出相应的信息。

通过装饰器，我们可以非常方便地对函数进行增强，而不需要修改函数的代码。这种方式使得我们可以将一些通用的功能应用到多个函数上，并且可以灵活地组合和扩展这些功能。装饰器提供了一种优雅而简洁的方式来实现函数的增强功能。