Python装饰器：给函数添加额外功能的简单介绍

Python装饰器是一种在不修改原函数代码的情况下，给函数添加额外功能的一种方式。装饰器本质上是一个函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。这种方式使得我们可以对原函数进行扩展，而不破坏原函数的定义和功能。

装饰器的使用可以帮助我们实现一些常见的功能，例如日志记录、性能分析、缓存等。在这些场景下，我们希望能够不修改原函数的定义，而是在原函数的调用前后加入一些额外的操作。装饰器的优雅的语法和灵活的应用使得这些功能得以简洁地实现。

下面通过一个例子来介绍装饰器的基本用法。假设我们有一个函数，用于计算斐波那契数列的第n个数值。

def fibonacci(n):
    if n <= 1:
        return n
    else:
        return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

现在我们想要添加一个功能，记录每次计算斐波那契数值时的参数n和结果值。我们可以使用装饰器来实现这个功能。首先，创建一个装饰器函数，接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。

def log_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        result = func(*args, **kwargs)
        print(f"Function {func.__name__} called with arguments: {args}, {kwargs}")
        print(f"Result: {result}")
        return result
    return wrapper

在这个装饰器函数中，我们定义了一个内部函数wrapper，它接受任意参数并调用原函数，然后打印参数和结果。最后返回该函数。现在，我们可以使用装饰器来装饰我们的原函数。

@log_decorator
def fibonacci(n):
    if n <= 1:
        return n
    else:
        return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

使用@符号可以将装饰器应用到原函数上，这样我们的原函数被装饰器包裹后，就可以具备了额外的功能。现在，我们可以调用装饰后的函数来计算斐波那契数列。

fibonacci(5)

运行以上代码，我们将得到如下输出：

Function fibonacci called with arguments: (5,), {}
Function fibonacci called with arguments: (4,), {}
Function fibonacci called with arguments: (3,), {}
Function fibonacci called with arguments: (2,), {}
Function fibonacci called with arguments: (1,), {}
Function fibonacci called with arguments: (0,), {}
Function fibonacci called with arguments: (1,), {}
Result: 5

我们可以看到，装饰器成功地增加了函数的额外功能，实现了对参数和结果的记录。

除了上述的例子，装饰器还可以用于实现缓存、权限控制、日志记录等功能。这些都是在不修改原函数定义的情况下，通过包装函数来实现的。

需要注意的是，装饰器只能应用于函数，不能应用于类或其他对象。另外，装饰器只会在函数定义时被调用一次，之后每次调用函数时都会被调用，因此装饰器的功能会被重复执行。

总结起来，Python装饰器是一种灵活、简洁的方式，用于给函数添加额外的功能。它是通过定义一个装饰器函数，将原函数作为参数传入，并在内部定义一个新的函数来实现的。装饰器的应用可以帮助我们实现各种常见的功能，提高代码的可扩展性和可维护性。