Python函数：装饰器的作用与使用方法

装饰器是Python语言的一个特性，它可以在不修改被装饰函数源代码的情况下，给函数添加一些额外的功能或者修改函数的行为。装饰器可以理解为一个函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。

装饰器的作用：

1. 动态地给函数添加功能：装饰器可以在不改变原函数的情况下，给函数添加一些额外的功能，例如记录函数执行时间、打印日志、输入参数验证等。

2. 代码复用：装饰器可以将一些通用的代码逻辑抽取出来，封装成装饰器，然后可以在多个函数中进行复用。

3. 保持原函数的封装性：使用装饰器可以避免在函数内部修改原函数的源代码，保持原函数的封装性，使得代码更加清晰和可读。

4. 扩展函数功能：装饰器可以改变函数的行为，例如给函数添加缓存功能，以提高函数执行效率。

装饰器的使用方法：

使用装饰器的基本步骤如下：

1. 定义装饰器函数：装饰器函数是一个高阶函数，即接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。

2. 使用装饰器修饰函数：在被修饰的函数上方使用@语法糖，将装饰器函数应用到被修饰函数上。

3. 通过调用被修饰的函数来触发装饰器：被修饰的函数在被调用时，会先经过装饰器函数进行修饰，然后返回修饰后的函数。

下面是一个简单的示例，演示了如何使用装饰器给函数添加缓存功能：

def cache(func):
    # 创建一个字典，用来缓存函数的计算结果
    cache_dict = {}

    def wrapper(*args):
        # 检查缓存中是否存在计算结果
        if args in cache_dict:
            print("从缓存中获取结果")
            return cache_dict[args]
        else:
            # 调用被装饰的函数，计算结果
            result = func(*args)
            # 将计算结果保存到缓存中
            cache_dict[args] = result
            return result

    return wrapper


@cache
def fibonacci(n):
    if n <= 1:
        return n
    else:
        return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)


print(fibonacci(10))  # 调用函数，计算fibonacci数列的第10个数

在上面的示例中，定义了一个cache装饰器函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。wrapper函数中，首先检查缓存中是否存在计算结果，如果存在则直接返回缓存结果，否则就调用被装饰的函数进行计算，并将计算结果保存到缓存中。在被修饰的fibonacci函数上方使用@cache语法糖，将cache装饰器应用到fibonacci函数上。最后调用fibonacci(10)来计算fibonacci数列的第10个数， 次调用会进行计算并保存到缓存中，第二次调用会直接从缓存中获取计算结果。

这个示例演示了装饰器的基本使用方法和功能，通过使用装饰器，可以方便地给函数添加额外的功能，以及改变函数的行为。装饰器是Python语言中一个非常强大和灵活的特性，对代码的复用性和可维护性有很大的帮助。