Python中如何定义和调用装饰器函数来扩展函数功能

装饰器是Python中一种非常有用的语法特性，可以在不修改源代码的情况下，扩展函数的功能。本文将详细介绍如何定义和调用装饰器函数来扩展函数功能。

装饰器函数是一个接受函数作为参数并返回一个新函数的函数。以下是一个简单的装饰器函数的定义示例：

def decorator_function(original_function):
    def wrapper_function(*args, **kwargs):
        # 在调用原始函数之前的操作
        print("Decorator function started")
        
        # 调用原始函数
        result = original_function(*args, **kwargs)
        
        # 在调用原始函数之后的操作
        print("Decorator function ended")
        
        # 返回原始函数的结果
        return result
    
    # 返回包装函数
    return wrapper_function

在上述示例中，decorator_function是一个接受original_function作为参数的装饰器函数。它定义了一个内部函数wrapper_function，该函数扩展了原始函数的功能。在wrapper_function中，我们可以在调用原始函数之前和之后执行任意代码。最后，装饰器函数返回了包装函数。

要使用装饰器函数，可以通过将其放置在要装饰的函数的定义之前，并使用@符号将其与该函数关联起来：

@decorator_function
def my_function():
    print("Original function")

现在，当我们调用my_function时，实际上会调用wrapper_function，因为它被装饰器函数包装。运行上述代码将输出：

Decorator function started
Original function
Decorator function ended

可以看到，在调用原始函数之前和之后，装饰器函数的逻辑被执行。这样一来，我们就可以在不修改原始函数的情况下，扩展其功能。

装饰器函数还可以接受参数。例如，要编写一个接受参数的装饰器函数，可以在内部定义一个带有装饰器参数的函数，并根据需要在wrapper_function中使用它。

def decorator_function_with_parameter(parameter):
    def decorator_function(original_function):
        def wrapper_function(*args, **kwargs):
            # 使用装饰器参数执行操作
            print("Decorator function started with parameter:", parameter)
            
            # 调用原始函数
            result = original_function(*args, **kwargs)
            
            # 在调用原始函数之后的操作
            print("Decorator function ended with parameter:", parameter)
            
            # 返回原始函数的结果
            return result
        
        # 返回包装函数
        return wrapper_function
    
    # 返回装饰器函数
    return decorator_function

要使用带参数的装饰器函数，可以在装饰器函数名称后面添加参数，并将其放在要装饰的函数定义之前：

@decorator_function_with_parameter("example parameter")
def my_function():
    print("Original function")

现在，当我们调用my_function时，装饰器函数的参数将被传递给装饰器函数的wrapper_function。

装饰器函数是Python中非常强大的特性之一，可以极大地提高代码的可重用性和可维护性。通过定义和调用装饰器函数，我们可以轻松地扩展函数的功能，而无需修改原始函数的源代码。