Python函数中的装饰器：提高模块可扩展性和安全性

Python中的装饰器是一种将其它函数作为参数并扩展其功能的函数。装饰器常用于在函数执行前后注入额外的功能或修改原函数的行为。装饰器提供了一种简洁的方式来扩展模块的可扩展性和安全性。

一、提高模块的可扩展性：

1. 添加日志功能：使用装饰器可以为函数添加日志记录功能，例如记录函数的执行时间和参数信息。这样可以更方便地进行性能分析和调试。

2. 添加缓存功能：在某些情况下，函数的结果可以被缓存起来以提高执行效率。使用装饰器可以轻松地为函数添加缓存功能，避免重复计算。

3. 添加权限验证：对于一些敏感操作，需要对用户进行权限验证。使用装饰器可以为函数添加权限验证功能，确保只有授权用户才能执行该函数。

二、提高模块的安全性：

1. 添加输入验证：在开发过程中，经常需要对用户输入进行验证，以防止恶意代码或攻击。使用装饰器可以为函数添加输入验证功能，确保输入的合法性。

2. 添加输出加密：有时候需要对函数的输出进行加密，以保护敏感数据的安全。使用装饰器可以轻松地为函数添加输出加密功能，确保只有授权用户才能解密该数据。

3. 添加异常处理：对于一些可能发生异常的代码，使用装饰器可以为函数添加异常处理功能，确保代码的正确性和稳定性。

装饰器的优势还在于它的可复用性和灵活性。由于装饰器本质上是一个函数，因此可以将其定义为独立的函数，并在需要的地方进行调用。

下面是一个简单的装饰器示例，用于计算函数的执行时间：

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

@timer
def my_func():
    time.sleep(1)
    print("函数执行完毕")

my_func()

在上面的示例中，timer 是一个装饰器函数，它接受一个函数作为参数并返回一个新的函数 wrapper。wrapper 函数在被装饰的函数执行前后分别记录了开始时间和结束时间，并输出了执行时间。

使用 @timer 语法可以简洁地应用 timer 装饰器到 my_func 函数上，从而实现了计算函数执行时间的功能。

通过使用装饰器，可以轻松地为函数扩展功能，提高模块的可扩展性和安全性。装饰器的设计思想也符合Python的“开放封闭原则”，即对扩展开放，对修改封闭。