Python装饰器函数的作用及实现

Python装饰器是Python中非常重要的特性之一。装饰器是一种语法糖，它可以被用来修改或者扩展函数或者类的功能。你可以认为装饰器就像是一个外面的函数，可以接收一个函数作为参数，并且返回一个新的函数，这个新函数可以被替换或者扩展原来的函数。因为装饰器可以被用来修改已有的函数或者类的行为，所以它通常被用来实现AOP(面向切面编程)。

Python中的装饰器本质上是一个函数，它接受另一个函数作为参数，并且返回一个新的函数，而这个新的函数通常会带上一些新的行为。装饰的过程通常分为三步：定义装饰器函数，使用装饰器函数来装饰函数，运行被装饰的函数。

下面是一个简单的装饰器实例：

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Before the function is called.")
        func()
        print("After the function is called.")
    return wrapper

def say_hello():
    print("Hello!")

say_hello = my_decorator(say_hello)
say_hello()

这个代码片段定义了一个名为my_decorator的装饰器函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新函数wrapper。在这个wrapper函数中，我们先打印出一段“Before the function is called”的文本，然后调用原来的函数，最后再打印出一段文本“After the function is called”。在最后一行，我们将say_hello函数重新定义为经过装饰器装饰之后的结果，并且运行这个被装饰了的函数，这里输出的内容是：

Before the function is called.
Hello!
After the function is called.

虽然这个例子很简单，但是它说明了装饰器的基本用法和常规操作。由于装饰器函数本身也是一个可调用的对象，因此它们可以接收参数并且可以被嵌套使用。这是装饰器非常强大的地方。

下面我们可以看一下如何使用装饰器给函数添加日志功能：

import logging

def logging_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        logging.info("Calling function '%s'" % func.__name__)
        func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@logging_decorator
def my_function():
    print("This is my function.")

my_function()

在这个例子中，我们定义了一个装饰器函数logging_decorator，它接受一个函数作为参数并返回一个新函数。在这个新函数中，我们首先使用logging记录了一条日志，然后调用原函数，并传入参数。在最后一行，我们使用@logging_decorator来装饰my_function函数。这里的@符号相当于调用装饰器函数，并将被装饰的函数作为参数传入。当运行my_function时，我们会在控制台上看到下面的输出：

INFO:root:Calling function 'my_function'
This is my function.

这个例子展示了如何创建和使用带参数的装饰器，同时也演示了如何使用装饰器记录函数运行日志。

Python的装饰器是一个非常有用的功能，它可以帮助我们定制和扩展函数的行为，同时也保持了代码的简洁性和可读性。我们可以创建任意数量的装饰器并嵌套使用它们来实现更加复杂的功能，这也是Python装饰器十分强大的原因之一。