Python函数：使用装饰器实现函数扩展和装饰

装饰器是Python中非常有用的工具，它可以用来扩展函数的功能或者对函数进行装饰。使用装饰器可以让代码更加简洁、可读，并且提高代码的复用性。本文将介绍如何使用装饰器来实现函数扩展和装饰。

一、函数扩展

函数扩展是指为函数添加额外的功能，例如计时、日志记录等。使用装饰器可以很方便地实现函数扩展的功能。

下面是一个简单的例子，实现一个计时器装饰器：

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__} 运行时间为 {end_time-start_time} 秒")
        return result
    return wrapper

@timer
def example_function(n):
    time.sleep(n)

example_function(3)

上述代码中，首先定义了一个装饰器函数timer，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，首先记录了函数执行的开始时间，然后调用原函数并保存返回值，最后计算函数执行的时间，并打印出来。

使用@timer语法糖，我们可以很方便地将装饰器应用到example_function函数上。当调用example_function函数时，实际上会执行被装饰后的wrapper函数。

二、函数装饰

函数装饰是指在函数执行前或执行后对函数进行一些处理，例如验证参数、修改返回值等。使用装饰器可以很方便地实现函数装饰的功能。

下面是一个示例，实现一个日志记录装饰器：

def logger(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"调用函数 {func.__name__}")
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"函数 {func.__name__} 执行完成")
        return result
    return wrapper

@logger
def example_function():
    print("这是一个示例函数")

example_function()

上述代码中，我们定义了一个装饰器函数logger，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，首先打印出函数被调用的信息，然后执行原函数，并保存返回值，最后再打印出函数执行完成的信息。

使用@logger语法糖，我们可以很方便地将装饰器应用到example_function函数上。当调用example_function函数时，实际上会执行被装饰后的wrapper函数。

装饰器在函数调用时的上下文中执行，因此可以访问函数的参数和局部变量。通过使用装饰器，我们可以将一些通用的功能抽象出来，并在需要时对函数进行装饰。

总结：

使用装饰器可以很方便地实现函数扩展和装饰的功能。函数扩展可以通过为函数添加额外的功能来提高代码的可读性和复用性；函数装饰可以在函数执行前或执行后对函数进行一些处理，例如验证参数、修改返回值等。装饰器使用简单、灵活，是Python中非常有用的工具。