Python装饰器函数：加强函数的功能和扩展性

Python的装饰器函数是一种特殊的函数，用于增强已有函数的功能和扩展性。装饰器函数可以在不改变已有函数的代码的情况下，为其添加新的功能或修改其行为。

装饰器函数的基本语法如下：

def decorator_function(original_function):
    def wrapper_function(*args, **kwargs):
        # 在调用原始函数之前可以添加一些额外的代码
        result = original_function(*args, **kwargs)
        # 在调用原始函数之后可以添加一些额外的代码
        return result
    return wrapper_function

这里的decorator_function是装饰器函数，它接受一个原始函数original_function作为参数，并返回一个新的函数wrapper_function作为装饰器函数的结果。wrapper_function内部可以添加一些额外的代码，比如在调用原始函数之前或之后执行一些操作。

下面是一个简单的装饰器函数的示例：

def log_decorator(original_function):
    def wrapper_function(*args, **kwargs):
        print(f'开始调用函数 {original_function.__name__}')
        result = original_function(*args, **kwargs)
        print(f'结束调用函数 {original_function.__name__}')
        return result
    return wrapper_function

@log_decorator
def add(a, b):
    return a + b

print(add(2, 3))  # 输出: 开始调用函数 add  结束调用函数 add  5

在这个例子中，log_decorator是一个装饰器函数，它用于给add函数添加打印日志的功能。当调用add函数时，装饰器函数会先打印开始调用函数的日志，然后调用原始函数，最后打印结束调用函数的日志。这样可以方便地追踪函数的调用过程。

除了打印日志，装饰器函数还可以用于实现其他功能，比如计时、权限验证、输入验证等。可以根据具体的需求编写自定义的装饰器函数。

装饰器函数还可以链式调用，即一个装饰器函数可以作为另一个装饰器函数的参数。这样可以将多个装饰器函数依次应用于同一个函数，从而实现多个功能的组合。

下面是一个示例代码，演示了多个装饰器函数的链式调用：

def log_decorator(original_function):
    def wrapper_function(*args, **kwargs):
        print(f'开始调用函数 {original_function.__name__}')
        result = original_function(*args, **kwargs)
        print(f'结束调用函数 {original_function.__name__}')
        return result
    return wrapper_function

def timer_decorator(original_function):
    import time
    def wrapper_function(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = original_function(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f'函数 {original_function.__name__} 的执行时间为 {end_time - start_time} 秒')
        return result
    return wrapper_function

@log_decorator
@timer_decorator
def add(a, b):
    return a + b

print(add(2, 3))  # 输出: 开始调用函数 add  函数 add 的执行时间为 8.821487426757812e-06 秒 结束调用函数 add  5

在这个例子中，add函数同时应用了log_decorator和timer_decorator两个装饰器函数。首先，log_decorator装饰器函数会先打印开始调用函数的日志，然后timer_decorator装饰器函数会计时函数的执行时间，最后打印结束调用函数的日志，从而实现了打印日志和计时功能的组合。

值得注意的是，装饰器函数会在模块文件被导入时立即执行。而通过装饰器修饰的函数，则在被调用时才会执行。

总之，Python的装饰器函数为开发者提供了一种在不改变已有代码的情况下增强函数功能和扩展性的方法。通过编写自定义的装饰器函数，可以方便地实现日志打印、计时、权限验证等功能，同时也可以链式调用多个装饰器函数，实现多个功能的组合。这使得我们的代码更具有可维护性和可扩展性。