Python函数：装饰器(decorator)的功能及实现方式

装饰器（decorator）是Python语言中一种特殊的函数，其主要功能是在不修改原函数的代码的情况下，为原函数添加额外的功能。

装饰器的功能主要有以下几个方面：

1. 扩展功能：装饰器可以在不修改原函数的前提下，为原函数添加新的功能。比如，可以为原函数添加日志记录、性能监控、缓存等功能。

2. 代码复用：装饰器可以将一些通用的代码封装为一个装饰器函数，然后通过将装饰器应用到多个函数上来实现代码复用。

3. 函数透明性：装饰器可以使原函数的接口保持稳定，不会被其他模块感知到装饰器的存在。

实现装饰器有多种方式，下面介绍三种常用的实现方式：

1. 使用函数实现装饰器：装饰器函数通常接受一个函数作为参数，并在内部定义一个新的函数，该新函数对原函数进行包装并添加额外的功能，然后返回新的函数。以下是一个示例：

def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 添加额外的功能
        print("Before function execution")

        # 调用原函数
        result = func(*args, **kwargs)

        # 添加额外的功能
        print("After function execution")

        return result

    return wrapper

@decorator
def my_function():
    print("Function execution")

my_function()

2. 使用类实现装饰器：可以定义一个装饰器类，在类的构造函数中接收一个函数作为参数，并在类中定义__call__()方法来实现装饰器的功能。以下是一个示例：

class Decorator:
    def __init__(self, func):
        self.func = func

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 添加额外的功能
        print("Before function execution")

        # 调用原函数
        result = self.func(*args, **kwargs)

        # 添加额外的功能
        print("After function execution")

        return result

@Decorator
def my_function():
    print("Function execution")

my_function()

3. 使用functools.wraps装饰器：在使用自定义装饰器时，为了避免修改原函数的元数据（如函数名、模块名、注释等），可以使用functools.wraps装饰器来保持原函数的元数据不变。以下是一个示例：

from functools import wraps

def decorator(func):
    @wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # 添加额外的功能
        print("Before function execution")

        # 调用原函数
        result = func(*args, **kwargs)

        # 添加额外的功能
        print("After function execution")

        return result

    return wrapper

@decorator
def my_function():
    print("Function execution")

my_function()

以上是Python中装饰器的功能及实现方式的简要介绍。装饰器是Python语言中非常强大的特性，通过合理地使用装饰器可以提高代码的复用性、可读性和可维护性。