使用装饰器在Python中实现函数的扩展功能

装饰器是Python中一种高级的编程技巧，它可以在不修改原函数的情况下给函数添加一些额外的功能。使用装饰器可以有效地增加代码的可读性和可维护性。

在Python中，可以使用装饰器来实现函数的扩展功能。装饰器本质上是一个函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。新的函数使用了装饰器的功能，并且在执行原函数之前或之后执行一些额外的代码。

下面我们将讲解如何使用装饰器来实现函数的扩展功能。

首先，我们定义一个简单的函数，例如打印输出一个字符串的函数：

def say_hello():
    print("Hello, world!")

现在，我们希望在执行这个函数之前，打印出当前时间。我们可以使用装饰器来实现这个功能：

import datetime

def print_time(func):
    def wrapper():
        print(datetime.datetime.now())
        func()
    return wrapper

@print_time
def say_hello():
    print("Hello, world!")

say_hello()

在上面的代码中，我们定义了一个装饰器函数print_time，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。在wrapper函数中，我们首先打印出当前时间，然后执行原函数。最后，在函数定义之前加上@print_time，表示将print_time装饰器应用到say_hello函数上。

当我们调用say_hello函数时，实际上是调用了被装饰后的wrapper函数。wrapper函数首先会打印出当前时间，然后再执行原函数say_hello。

运行上面的代码，我们会发现在执行say_hello函数时，先打印出了当前时间，然后再打印出"Hello, world!"。

除了在函数执行之前添加额外的代码，我们还可以在函数执行之后添加额外的代码。例如，我们可以使用装饰器来统计函数的执行时间：

import time

def print_time(func):
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        func()
        end_time = time.time()
        print("Time taken:", end_time - start_time, "seconds")
    return wrapper

@print_time
def say_hello():
    print("Hello, world!")

say_hello()

在上面的代码中，我们定义了一个装饰器函数print_time，在wrapper函数中，我们首先记录了函数开始执行的时间start_time，然后执行原函数，最后记录了函数结束执行的时间end_time，并计算出执行时间。

运行上面的代码，我们会发现在执行say_hello函数时，先打印出了"Hello, world!"，然后再打印出执行时间。

通过使用装饰器，我们可以轻松地给函数添加一些额外的功能，而不需要修改原函数的代码。装饰器使得代码更具可读性和可维护性，同时也增加了代码的灵活性。无论是在日志记录、性能统计还是权限控制等方面，装饰器都能帮助我们更好地扩展函数的功能。