Python中的装饰器函数：如何在函数上添加功能

在Python中，装饰器函数是一种特殊的函数，可以在不修改原函数代码的情况下，在函数的前后添加额外的功能。装饰器函数将原函数作为参数，并返回一个新的被装饰后的函数。

装饰器函数可以用于很多场景，如日志记录、性能分析、权限验证等。下面我们将详细介绍如何在函数上添加功能。

首先，我们来定义一个简单的函数作为例子：

def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

在这个例子中，我们定义了一个名为greet的函数，它接受一个参数name，并返回一个包含问候词的字符串。

现在，我们要给这个函数添加一个功能，即在函数执行前打印一行日志。为了实现这个功能，我们可以定义一个装饰器函数，如下所示：

def logger_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("Logger: function execution started")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("Logger: function execution finished")
        return result
    return wrapper

装饰器函数logger_decorator接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数wrapper。该函数在执行前后打印日志，并调用原函数。

现在，我们可以使用装饰器来装饰greet函数，添加日志功能：

@greet_decorator
def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

通过在函数定义上方加上@greet_decorator，我们可以实现对greet函数的装饰。当我们调用greet函数时，装饰器会自动调用。

让我们来测试一下：

print(greet("John"))

输出：

Logger: function execution started
Hello, John!
Logger: function execution finished

从输出结果可以看出，装饰器在函数执行前后打印了日志。

除了在函数执行前后添加功能，我们还可以在函数的内部添加额外的功能。例如，我们可以定义一个装饰器函数，用于计算函数执行的时间：

import time

def timer_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        execution_time = end_time - start_time
        print(f"Timer: function execution time: {execution_time} seconds")
        return result
    return wrapper

这样，我们可以使用@timer_decorator装饰器来装饰任何函数，以便计算其执行时间。

在实际使用装饰器时，可以通过用@符号将装饰器应用到函数上，也可以通过直接调用装饰器函数来手动装饰函数。例如：

@logger_decorator
@timer_decorator
def greet(name):
    time.sleep(1)  # 模拟函数执行需要一定时间
    return f"Hello, {name}!"

或者：

def greet(name):
    time.sleep(1)  # 模拟函数执行需要一定时间
    return f"Hello, {name}!"

greet = logger_decorator(timer_decorator(greet))

无论使用哪种方式，最终的效果是一样的。

总结起来，装饰器函数提供了一种灵活、方便的方式，在不修改原函数代码的情况下给函数添加功能。我们可以定义自己的装饰器函数，并使用@符号将其应用到函数定义上，或者通过调用装饰器函数来手动装饰函数。通过装饰器函数，我们可以在函数的前后添加额外的功能，如日志记录、性能分析、权限验证等，使函数更加灵活和可复用。