装饰器模式——增加功能有妙招，巧用松耦合

装饰器模式是一种非常重要的设计模式，它可以帮助我们在不改变原有代码的基础上，为其添加新的功能。装饰器模式在Python中得到了广泛的应用，因为它可以非常容易地实现，并且可以很好地保持代码的模块化和可维护性。

装饰器模式的定义如下：

装饰器模式是指在不改变其原有的结构和功能为对象添加新功能的模式。

装饰器模式的结构图如下：

+----------------+
|   Component    |
+----------------+
      /|\
     / | \
+------------+  +------------+
| ComponentImpl |  | Decorator |
+------------+  +------------+

在装饰器模式中，Component是我们要装饰的对象，Decorator是装饰器对象，ComponentImpl是Component的实现类。

装饰器模式的实现步骤如下：

1. 定义一个Component接口，它定义了我们要装饰的对象的公共方法。
2. 定义一个Decorator类，它实现了Component接口，并在其中添加了新的功能。
3. 定义一个ComponentImpl类，它实现了Component接口，它是我们要装饰的对象。
4. 在Decorator类中，把ComponentImpl对象作为参数传入，并在Decorator类中调用ComponentImpl对象的方法，并添加新的功能。
5. 在使用ComponentImpl对象时，先把它包装在一个Decorator对象中，然后使用Decorator对象来调用ComponentImpl对象的方法。

装饰器模式有以下优点：

• 装饰器模式可以很容易地为对象添加新的功能，而不需要改变原有代码。
• 装饰器模式可以实现装饰者和被装饰者之间的松耦合，从而使被装饰者可以动态地增加和撤销功能。
• 装饰器模式可以很好地保持代码的模块化和可维护性。

装饰器模式有以下缺点：

• 装饰器模式可能会导致代码变得更加复杂和难以理解。
• 装饰器模式可能会降低代码的性能。

装饰器模式在以下场景中非常有用：

• 需要为对象添加新的功能，而不需要改变原有代码。
• 需要实现装饰者和被装饰者之间的松耦合，从而使被装饰者可以动态地增加和撤销功能。
• 需要保持代码的模块化和可维护性。

在Python中，装饰器模式可以通过@符号来实现。@符号后面跟着装饰器函数的名字，然后是我们要装饰的函数。例如，以下代码演示了如何使用装饰器模式为一个函数添加一个计时功能：

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__} 运行时间：{end_time - start_time} 秒')
        return result
    return wrapper

@timer
def add(a, b):
    return a + b

add(1, 2)

运行以上代码，输出如下：

函数 add 运行时间：0.0000152130126953125 秒

从输出结果可以看到，add函数的运行时间被打印了出来。这是因为我们在add函数前面使用了@timer装饰器，timer装饰器为add函数添加了一个计时功能。

装饰器模式在Python中非常有用，它可以帮助我们很容易地为对象添加新的功能，而不需要改变原有代码。装饰器模式可以实现装饰者和被装饰者之间的松耦合，从而使被装饰者可以动态地增加和撤销功能。装饰器模式可以很好地保持代码的模块化和可维护性。